Исследование эхокомпенсатора и улучшение его характеристик в режиме одновременного разговора абонентов - Курсовая работа

Поэтому разрабатываются специальные методы и устройства, которые позволяют подавлять эхо-сигналы. Наибольшим успехом в вопросах эхокомпенсации пользуются адаптивные методы [1, 5]. Наиболее общей причиной возникновения обратных связей является несогласованность полных сопротивлений дифференциальных систем на стыке двухпроводных систем с четырехпроводными. Степень раздражающего воздействия эха, испытываемого говорящим, зависит как от величины обратного сигнала, так и от его задержки. Среди основных требований, предъявляемых к эхокомпенсаторам рекомендациями МСЭ [3], выделим следующие: слабое ухудшение подавления эхо-сигнала, при одновременном разговоре абонентов; уверенное детектирование двойного разговора. Кроме того, в состав эхокомпенсатора входит не только адаптивный фильтр, но также и детектор двойного разговора (ДДР), в его работе возможны ошибки [7, 8], которые влияют на процесс адаптации и могут привести к неправильной работе алгоритма перестройки коэффициентов адаптивного фильтра и изменению оценки эхо-тракта. Общие сведения о эхокомпенсации Причиной эха в телефонных каналах является аналоговое устройство, называемое дифференциальной системой (hybrid) (см. рис. Имеются нелинейный процессор (NLP) для подавления остаточной ошибки эхокомпенсации, детектор двойного разговора, механизм изменения скорости адаптации в случае наличия гармонических сигналов и пр. Рис. 1. Простейший эхокомпенсатор Сигнал y(i) является сигналом дальнего абонента (Far), сигнал x(i) является сигналом ближнего абонента (Near), сигнал u(i) является выходным сигналом эхокомпенсатора (Out). 2), то видим что основой является адаптивный фильтр и так как он работает в реальном времени, то ему соответственно нужен наиболее быстрый алгоритм, к примеру можно использовать быстрое преобразование фурье(БПФ). В результате из фильтра выходит сигнал, который обрабатывается обратным преобразованием Фурье(ОБПФ) и этот сигнал y*(n) поступает на сумматор и вычинается из сигнала y(n), в результате мы получаем ошибку e(n)=y(n)-y*(n), которая поступает на анализ адаптивного алгоритма перестановки коэфициентов КИХ-фильтра , который подстраивает коэфициенты КИХ-фильтра таким образом чтобы ошибка была минимальной, в результате мы и получим эхоподавление [9]. Рис. 2. 1 Физический смысл БПФ Для чего нужно быстрое преобразование Фурье или вообще дискретное преобразование Фурье (ДПФ)?. Если мы хотим увеличить период до T, то надо умножить переменную t на коэффициент. Далее будем подразумевать под гармоникой функцию косинуса: x = A cos(2?t/T ?) = A cos(2??t ?) = A cos(?t ?) (1) В природе и технике колебания, описываемые подобной функцией чрезвычайно распространены. Преобразуем (1) по формуле косинуса суммы: x = A cos ? cos(2?t/T) - A sin ? sin(2?t/T) (2) Выделим в (2) элементы, независимые от t, и обозначим их как Re и Im (3-4): x = Re cos(2?t/T) - Im sin(2?t / T) (3) Re = A cos ?, Im = A sin ? (4) По величинам Re и Im можно однозначно восстановить амплитуду и фазу исходной гармоники: и (5) (6) Выполним над этой формулой следующие действия: разложим каждое комплексное Xk на мнимую и действительную составляющие Xk = Rek j Imk; разложим экспоненту по формуле Эйлера на синус и косинус действительного аргумента; перемножим; внесем 1/N под знак суммы и перегруппируем элементы в две суммы: Оставим эту формулу пока в стороне и рассмотрим очень распространенную ситуацию. Так как X(k) должно вычисляться для N различных значений k, непосредственное вычисление дискретного преобразования Фурье последовательности х(n) требует 4N2 умножений и N(4N-2) сложений действительных чисел или N2 умножений и N(N- 1) сложений комплексных чисел. Большинство подходов к улучшению эффективности вычисления ДПФ использует следующие свойства величин 1) =( )* (18) 2) = = (19) Например, используя первое свойство, т. е. свойство симметрии функции cos и sin, можно сгруппировать слагаемые в ( 17)следующим образом: (20) (21) Аналогичную группировку можно произвести для других слагаемых в ( 17). Опять-таки, ни в ассемблере Intel, ни в распространенных языках программирования не реализованы операции над обратным битовым представлением.