基于ＬＭＳ算法自適應(yīng)回波抵消器的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真分析

摘 要：討論了回波抵消的原理，并利用Simulink平臺建立了基于LMS算法自適應(yīng)回波消除器的仿真模型，對系統(tǒng)進行了仿真演示，給出了較為詳細的模型構(gòu)建和仿真波形，并對顯示結(jié)果進行了性能分析。仿真的結(jié)果證實了該系統(tǒng)的有效性，較好地反映了系統(tǒng)的動態(tài)工作過程，且失真較小。

關(guān)鍵詞：Simulink;回波消除;自適應(yīng)濾波器;LMS

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：B 文章編號：1004373X(2008)1710104

Simulation and Analysis of LMS Algorithm-based Adaptive Echo Cancellation on Simulink

ZHANG Yuan，WANG Hui

(College of Information Science and Engineering，Nanjing University of Technology，Nanjing，210019，China)

Abstract：In this paper，the principle of echo cancellation is discussed.Simulink is regarded as the software platform，and is utilized to design the system of adaptive echo cancellation digital filter based on LMS algorithm.And then the modeled structure，designed system，shown result，analyzed error and the comprehensive analysis are given for the systems based on Simulink.

Keywords：Simulink;echo cancellation;adaptive digital filter;LMS

1 引 言

回波是原始聲音或者信號經(jīng)過延時和形變被反射回到源的一種現(xiàn)象，它在通信網(wǎng)絡(luò)的許多地方出現(xiàn)，降低通信質(zhì)量^［1］。一般回波分為電學回波和聲學回波，電學回波是由于混合變換器的阻抗不匹配，輸入信號經(jīng)過混合變換器后泄漏而產(chǎn)生的，聲學回波是由于聲波反射以及麥克風與揚聲器間的聲學耦合引起的，這種回波影響對話的自然性，嚴重時甚至會產(chǎn)生刺耳的嘯叫聲。目前，聲學回波消除的措施主要有移頻技術(shù)、子帶中心削波技術(shù)、話音控制開關(guān)技術(shù)、梳狀濾波技術(shù)、話筒陣列技術(shù)、自適應(yīng)回波消除技術(shù)。前5種或者設(shè)施昂貴，或者會帶來話音質(zhì)量下降，或?qū)τ脩暨M行限制，因此，自適應(yīng)回波抵消技術(shù)是目前國際公認的主要技術(shù)^［2］。Simulink是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件包，它支持線性和非線性系統(tǒng)，連續(xù)和離散時間模型，或者是兩者的混合，系統(tǒng)還可以是多采樣率的^［3］。對于建模，Simulink提供了一個圖形化的用戶界面(GUI)，具有較高的交互性，還可以對最后得到的結(jié)果進行分析，并能夠?qū)⒎抡娼Y(jié)果可視化顯示^［4］。本文即基于Simulink平臺對回波抵消系統(tǒng)進行建模仿真，研究了該系統(tǒng)的消除性能。

2 回波抵消器的基本原理

對于任何一種回波，回波抵消器都要先估計回波路徑的特性，然后產(chǎn)生一個回波的副本，再利用該副本從接收信號中減去回波，以便得到期望接收的信號的估值。由于在估計回波路徑的特征參數(shù)時采用了自適應(yīng)方法，因此可以跟蹤回波路徑的變化，這就是回波抵消器工作的基本原理^［5］。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文