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KR100443863B1 - 통신신호의잡음성분부분을억압하는잡음억압기및그방법 - Google Patents

통신신호의잡음성분부분을억압하는잡음억압기및그방법 Download PDF

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KR100443863B1
KR100443863B1 KR10-1998-0707193A KR19980707193A KR100443863B1 KR 100443863 B1 KR100443863 B1 KR 100443863B1 KR 19980707193 A KR19980707193 A KR 19980707193A KR 100443863 B1 KR100443863 B1 KR 100443863B1
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noise component
noise
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에릭 디 로메스버그
Original Assignee
에릭슨 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

잡음억압기 및 이와 관련된 방법은 통신신호의 주기적인 잡음성분을 억압한다. 통신신호의 주기적인 잡음성분의 주기는 통신신호를 다양한 지연량만큼 지연된 통신신호와 상관함으로써 결정된다. 잡음성분부분의 주기가 결정되면, 상응하는 주기성을 나타내는 주기적인 신호가 발생되어 상기 통신신호로부터 감산된다. 그 결과 나타나는 차분신호가 잡음억압된 통신신호를 형성한다. 무선전화장치에 구현될 때, 무선전화장치가 작동하는 차량의 구동엔진에 의해 야기된 엔진음으로 형성된 배경잡음이 잡음억압기 작동 중에 억압될 수 있다.

Description

통신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기 및 그 방법
본 발명은 통신신호의 잡음성분의 억압에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 통신신호의 음성품질을 향상시키기 위해 통신신호로부터 주기적인 전기 잡음을 제거하는 시간 도메인, 잡음억압회로 및 관련 방법에 관한 것이다.
자동차량에 장착된 무선전화에서 구현될 때, 무선전화의 사용자가 통화하는 동안 구동엔진의 소리에 의해 야기되는 주기적인 배경 잡음이 억압된다. 일단 억압되면, 주기적인 배경 잡음은 무선전화기에 의해 송신된 신호 부분을 형성하지 않으므로 높은 음성 품질의 통신신호 전송을 용이하게 한다.
통신 시스템은 최소한 통신채널에 의해 상호 접속된 송신기와 수신기로 구성되어 있다. 송신기에 형성되거나 제공되는 통신신호는 통신채널상에 이들의 송신이 수행될 수 있게 하는 형태로 송신기에서 변환된다. 수신기는 통신 채널에 동조되어이 채널에서 송신된 통신 신호를 수신한다. 일단 수신되면, 수신기는 송신기에 의해 송신된 통신신호를 변환하거나 재생한다.
무선통신 시스템은 통신채널이 전자주파수 스펙트럼의 일부로부터 형성되는 무선주파수채널을 포함하는 통신 시스템의 형태이다. 무선통신 시스템은 송신기와 수신기가 유선연결에 의해 상호 접속될 필요가 없다는 잇점이 있다. 대신, 통신채널이 무선주파수 채널로 형성되어 있기 때문에, 송신기와 수신기간의 유선 접속이 불편하고 비실용적일지라도 송신기와 수신기 사이에 통신 신호가 송신될 수 있다.
통신 시스템에서의 통신 품질은 송신기에 의해 수신기에 전송된 정보신호에 중첩된 잡음 레벨에 부분적으로 의존한다. 잡음은 통신채널에 전송되는 동안, 그리고 일단 수신기에 수신되면 송신기에서 통신신호에 도입될 수 있다. 잡음은 또한 정보신호가 송신기에 적용됨과 더불어 송신기에 도입될 수 있다.
수신기에 위치한 수화자에게 제공된 신호의 잡음레벨이 정보신호에 비하여 높은 경우, 수화자에 제공된 신호의 음성품질이 낮아진다. 잡음레벨이 매우 높은 경우에는, 수화자는 수신기에 제공된 정보신호를 적절히 이해할 수 없다. 잡음은 본래 주기적이거나 비주기적이다. 랜덤잡음과 백색잡음은 비주기적인 잡음의 예이다. 수화자가 정보신호로부터 비주기 잡음을 성공적으로 "차단(block out)"하는 동안, 종종 주기적인 잡음이 수화자를 더 혼란시킨다.
정보신호에 중첩된 자음성분을 제거하기 위하거나 적어도 잡음 레벨에 대한 정보신호의 레벨의 비율을 향상시키기 위한 다양한 방법이 때때로 이용된다. 예를들면, 송신기에 의한 송신 이전 및 수신기에 의한 수신 이후, 통신 신호로부터 잡음 성분을 여과하거나 제거하는 필터 회로가 사용된다.
종래의 필터회로는 정보신호에 중첩된 잡음성분을 여과하는 회로장치를 포함한다. 이와 같은 종래 필터 회로의 어떠한 동작 중에 스펙트럼 감산 처리가 수행된다. 스펙트럼 감산처리는, 예컨대 처리 회로에 의해 적절한 알고리즘을 실행함으로써 수행된다. 스펙트럼 감산처리가 종종 잡음레벨을 감소시키는데 효과적이긴 하지만, 스펙트럼 감산처리는 또한 정보신호에 왜곡을 일으킨다. 어떤 경우에는, 정보신호에 도입된 왜곡이 너무 커서 이러한 처리를 사용하는 것이 매우 제한된다. 스펙트럼 감산 처리는 본래 주파수-도메인 처리이므로, 상기 처리를 사용하는 회로에 의해 수신된 시간 도메인 신호를 주파수 도메인으로 변환할 때 잠정적으로 상당한 신호 지연을 필요로한다. 또한, 상기 처리는 일반적으로 고속 푸리에 변환 기법을 사용하므로, 상기 처리를 수행하는 실제 회로에 허용된 분해능(resolution)이 일반적으로 비교적 낮다.
정보신호의 레벨 비가 잡음레벨에 비해 높으면, 상기 문제에도 불구하고 이러한 잡음 처리가 일반적으로 매우 성공적이다. 그러나, 이 비가 높은 경우에는, 잡음억제를 수행할 필요성도 적어진다. 따라서, 이러한 스펙트럼 감산처리는 종종 통신 품질을 상당히 개선하기 위한 활용이 제한된다.
무선전화 통신 시스템은 정보신호에 중첩된 잡음이 통신 시스템의 작동중 전송된 통신 품질에 영향을 미치는 무선통신 시스템의 예이다. 잡음은, 송신기에 이용되기 전에 정보신호에 중첩된 잡음을 포함하여 송신 및 수신 과정동안 임의의 단계에서 정보신호에 중첩될 수 있다. 이러한 잡음은 통신품질에 해로운 영향을 미칠 수 있다.
이러한 시스템에 사용되는 무선전화 장치는 일반적으로, 사용자가 차량을 작동시키거나 차량내에 있을 때 그 사용자에 의해 사용된다. 무선전화 장치와 무선전화 통신시스템의 구조 사이에 유선 접속이 전혀 필요하지 않으므로, 무선전화 장치와 무선전화 통신 시스템의 구조사이에 통신이 이루어질 수 있는데, 상기 구조에 의해 둘러싸인 장소를 차량이 이동함에 따라, 무선전화 장치와 구조사이에 통신이 이루어질 수 있다,
스펙트럼 감산처리를 수행하는 것을 포함하는 종래의 필터회로는 또한 무선전화 장치에 인가되는 정보신호에 중첩된 잡음을 여과하는데 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 종래의 필터회로는 종종 여과될 때 신호에 허용될 수 없는 정도의 왜곡을 일으킨다. 또한, 상기 종래의 필터회로는 비교적 느리며, 스펙트럼 감산처리가 보편적으로 고속 푸리에 변환 기법을 사용하는 주파수-도메인이므로 분해능이 비교적 낮다.
주기적인 특성을 가진 잡음은, 차량을 작동시키는 동안 무선전화장치 사용자에 의해 널리 사용되기 때문에 무선전화 통신시스템에서 특히 문제가 된다. 차량 작동중에 발생된 엔진 소리가 정보신호, 즉 사용자가 무선전화장치의 송신부의 마이크로폰으로 말할 때 형성된 음성신호에 중첩될 수 있다. 차량이 이동함에 따라 차량 타이어의 회전등과 같이 다른 잡음원에 의해 발생된 그 밖의 잡음이 또한 정보신호에 중첩될 수 있다.
엔진음은 엔진이 동작하는 주파수와 관련된 고조파를 가지는 주기성을 띤다. 타이어 회전음 역시 주기적이다. 잡음은 종종 정보신호에 왜곡을 일으키지 않고 억압될 수 없으므로, 스펙트럼 감산 처리를 사용하지 않는 결정이 이루어진다. 스펙트럼 감산 처리를 수행하는 회로를 작동불능으로 하거나 사용하지 않으면, 주기적인 잡음이 적절히 억압되지 않는다. 따라서, 무선전화장치에 의해 송신된 통신신호는 정보신호 이외에, 정보신호에 주기적인 잡음이 중첩되는 것으로 인해 야기된 유효성분으로 형성된다. 무선전화 통신시스템 구조의 수신기 회로 부분을 형성하는 잡음 억압 회로는 또한 이러한 잡음을 적절히 제거하거나 억압하지 않는다.
따라서, 정보신호에 중첩된 주기적인 잡음을 억압하는 방식이 이롭다.
잡음억압회로 및 방법과 관련된 상기 배경정보를 참조하여 본 발명의 상당한 개선이 전개된다.
도 1은 정보신호에 중첩된 주기적인 잡음신호를 억압하도록 동작하는 본 발명의 실시예의 잡음억압회로의 기능블록도.
도 2는 정보신호에 중첩된 주기적인 잡음신호를 억압하도록 동작하는 본 발명의 실시예의 잡음억압회로의 기능블록도.
도 3은 무선전화장치의 송신기 부분에 연결되어 그 일부를 형성하는 본 발명 실시예의 잡음억압기의 기능블록도.
도 4는 무선전화장치의 송신기 부분에 연결되어 그 일부를 형성하는 본 발명의 또 다른 실시예의 잡음억압기의 기능블록도.
도 5는 정보신호에 중첩된 주기적인 잡음신호를 억압하도록 동작하는 본 발명의 또 다른 실시예의 잡음억압회로의 기능도.
도 6은 본 발명 실시예의 방법의 방법 단계를 나타내는 흐름도.
본 발명은 정보신호에 중첩된 주기적인 잡음을 억압하는 방법을 제공하는 것이다. 주기적인 잡음을 억압함으로써, 수화자에게 제공된 정보신호의 품질이 향상된다. 시간 도메인 처리가 이용되어, 상당한 신호 지연이 없으면서 고주파수 분해능으로 잡음 억압이 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 잡음억압기는 송신기에 의해 송신되기 전에 정보신호에 중첩된 주기적인 잡음을 억압하기 위해 송신기의 일부를 형성한다. 다른 실시예에서, 잡음억압기는 수신기에 수신된 통신신호의 주기적인 잡음 성분을 억압하기 위해 수신기의 일부를 형성한다.
잡음억압기는 예컨대 차량내에서 작동가능한 무선전화장치와 같은 무선전화 장치의 일부를 형성할 수도 있다. 무선전화장치는 셀룰러통신 시스템과 같은 무선전화 통신 시스템에 따라 통신하도록 동작할 수 있다.
동작중 발생한 차량의 엔진음과 같은 주기적인 잡음이 억압될 수 있다. 이러한 잡음은, 무선전화장치의 사용자가 그 마이트로폰부에 말할 때 음성신호에 중첩되는 주기적인 배경 잡음을 형성한다. 잡음억압기는 주기적인 잡음 성분의 주파수를 판정하여, 무선전화장치에 의해 발생된 신호를 송신하기 전에 잡음 성분을 제거한다. 또 다른 실시예에서는, 정보신호에 중첩된 각기 다른 주기성을 지닌 두 개 이상의 주기적인 잡음성분이 억압된다.
음성신호에 중첩된 주기적인 잡음이 억압되기 때문에, 수화자에게 제공된 신호의 음성품질은 향상된 음성품질로 된다. 잡음억압기가 주기적인 잡음을 억압할 수 있기 때문에, 무선전화 통신의 통신품질에 일반적으로 영향을 주는 잡음의 억압이 제거될 수 있으므로 무선전화 통신 시스템에 따른 통신을 용이하게 한다.
따라서, 상기 및 다른 관점에서, 잡음억압기 및 관련 방법은 정보 성분 부분을 가진 수신 신호의 선택된 잡음 성분을 억압한다. 잡음성분 추정기는 수신된 신호를 나타내는 신호를 적어도 수신하기 위해 연결되어 있다. 잡음성분 추정기는 주기적인 간섭원에 의해 발생되는 수신신호의 잡음성분부를 검출한다. 시간 도메인 잡음 성분 신호는 이것에 응하여 발생된다. 잡음성분 추정기는 수신된 신호를 나타내는 신호를 복수의 지연 주기에 의해 지연된 신호와 상관하는 자동상관기를 포함한다. 자동상관기는 자동상관을 나타내는 값의 다수의 자동상관신호를 발생시킨다. 또한, 추정기는 여느 자동상관신호가 수신 신호를 나타내는 신호와 가장 밀접하게 상관하는지를 판정하는 분류기(sorter)를 포함한다. 잡음성분 감산기는 수신 신호를 나타내는 시간 도메인 신호를 수신하고 잡음성분 검출기에 의해 발생된 잡음성분신호를 수신하기 위해 연결되어 있다. 잡음성분 감산기는 수신신호를 나타내는 신호로부터 시간 도메인 잡음성분신호의 값을 감산하고, 이에 따라 잡음이 억압된 신호를 형성한다. 잡음이 억압된 신호는 주기적인 간섭원에 의해 발생된 잡음성분부가 억압된 수신신호를 나타낸다.
본 발명 및 그 범위에 대한 보다 완전한 이해는, 이하에 간략하게 요약된 첨부 도면과, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명, 및 첨부된 특허청구범위로부터 얻어질 수 있다.
우선 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예의 10으로 표시된 잡음억압기가 도시되어 있다. 잡음억압기(10)는 라인(12)에 인가된 수신신호를 수신한다. 수신신호는 신호가 중첩될 수 있는 수신신호를 수신한다. 수신신호는 잡음이 중첩될 가능성이 있는 정보 성분 부분을 포함한다. 수신신호의 정보 신호 성분 부분에 중첩될 수 있는 잡음 성분 중에는 주기적인 잡음, 즉 본래 주기성이 있는 잡음이 있다.
종래의 잡음억압회로는 그 정보 성분 부분에 왜곡을 일으키지 않고 수신신호의 주기적인 잡음 성분 부분을 적절히 제거하거나 억압할 수 없다. 음성신호와 같은 정보신호는 함께 합해질 때 본래 주기성이 있는 복합고조파신호를 형성하는 다수의 주기적인 신호로 형성된다.
스펙트럼 감산 처리를 사용하는 것과 같은 이러한 종래의 잡음억압회로는 종종 수신 신호에 허용될 수 없는 정도의 왜곡을 일으켜 상기 목적에 사용되지 않는다. 따라서, 주기적인 잡음 성분이 억압되지 않는다. 이러한 주기적인 잡음 성분이 억압되지 않으므로, 통신의 음성 품질이 악영향을 받게된다.
잡음억압기(10)가 수신신호의 주기적 잡음성분을 제거하도록 동작하기 때문에, 통신 시스템에서 잡음억압기(10)를 사용하는 것이 통신을 용이하게 한다. 신호의 주기적인 잡음성분부분이 제거되거나 억압되어, 수화자에게 제공될 때 정보신호가 더 용이하게 식별될 수 있다.
도 1에 도시된 잡음억압기(10)는 이것에 인가된 수신 신호를 수신하도록 라인(12)에 연결된 잡음 성분 추정기(14)를 포함한다. 잡음 성분 추정기(14)는 주기적인 간섭원에 의해 발생되는 수신신호의 주기적인 잡음성분부분을 검출하도록 동작하는 잡음성분 검출기(15)와 추정기에 의해 검출된 잡음성분의 추정을 형성하는 라인(17)에 신호를 발생시키는 추정 발생기(16)를 포함한다. 라인(17)에서 발생된 신호는 적어도 잡음성분 추정을 포함하거나 잡음성분 추정을 형성한다. 추정기는 라인(12)에 인가된 수신신호의 주기적인 잡음성분을 추정하도록 시간 도메인에서 동작할 수 있다.
도 3 및 도 4에 대하여 설명한 실시예에 관한 보다 상세한 설명에서 알 수 있듯이, 잡음성분 추정기는 추정기(14)가 작동할 수 있는 속도를 선택함으로써 주기적인 잡음과 음성신호와 같은 정보신호간을 구별할 수 있다. 주기적인 잡음신호의 주파수가 시간에 따라 변경되기 때문에, 추정기(14)는 이러한 변경을 검출하기에 충분히 큰 속도로 동작할 수 있다. 그러나, 추정기(14)는 수신신호의 정보신호 성분부분이 잡음신호를 형성한다는 것을 부정확하게 판정할 정도의 큰 속도로 동작할 수 있다. 즉, 추정기(14)가 작동하는 속도는, 추정기(14)가 잡음의 주파수가 변경됨에 따라 주기적인 잡음을 검출하여 추정할 수 있는 한편 잡음과 정보신호간을 구별할 수 있도록 주의깊게 선택된다.
검출기(15)는 라인(12)상에 인가된 수신신호의 주기적인 잡음성분을 검출하여 상기 검출된 성분의 표시를 추정발생기(16)에 제공하도록 작동한다. 일 실시예에서, 추정발생기는 라인(12)에 인가되는 수신신호를 수신하도록 연결되어 있는데; 이러한 연결은 추정발생기로 연장된 점선에 의해 도면에 도시되어 있다.
잡음성분 추정기(14)의 추정발생기(16)는 검출기(15)에 의해 검출될 때 수신신호의 주기적인 잡음성분 부분을 나타내는 잡음성분신호를 라인(17)상에 발생시킨다. 라인(17)은 합산장치(18)의 부(negative)의 입력에 연결되어 있다. 수신신호가 인가되는 라인(12)은 합산기(18)의 정(positive)의 입력단자에 적용된다.
합산기(18)는 라인(12)에 인가된 수신신호로부터 라인(17)에 발생된 잡음성분신호를 감산하고 이에 따라 잡음 억압된 신호를 라인(22)상에 발생시키도록 동작한다. 합산기(18)가 라인(12)에 인가된 수신신호로부터 잡음성분 추정기(14)에 의해 발생된 잡음성분신호를 감산하도록 동작하기 때문에, 잡음성분 추정기에 의해 검출된 주기적인 잡음이 수신신호로부터 제거된다. 이에 의해, 주기적인 잡음성분은 억압되어 라인(22)에서 발생된 잡음 억압된 신호의 일부를 형성하지 않는다.
잡음억압기(10)가 송신기의 일부를 형성하면, 주기적인 잡음은 송신기에 의해 발생된 통신신호를 송신하기 전에 제거된다. 그리고, 잡음억압기(10)가 수신기의 일부를 형성하면, 수신기에 의해 수신된 신호의 주기적인 잡음성분부분은 수신기에 위치한 수화자에게 신호가 제공되기 전에 억압된다.
도 2는 주기적인 잡음신호(32)가 중첩되는 정보신호(28)로 형성된 예시적인 통신신호(26)를 도시한다. 잡음신호(32)가 정보신호(28)에 중첩되면, 합성신호(26)는 상기 잡음신호(32)에 의해 야기된 왜곡을 포함한다. 역으로, 신호(26)로부터 주기적인 잡음성분부를 제거하면, 정보신호(28)가 유지된다. 이러한 신호가 수화자에게 제공될 때, 상기 신호의 음성품질이 합성신호(26)의 품질에 비해 향상된다.
도 3은 잡음억압기(10)를 포함하는 무선전화기(42)를 도시한다. 무선전화기(42)의 조작자는 사용자가 전화기(42)의 마이크로폰(46)에 말을 할 때 음향정보신호(44)를 발생한다. 차량에 위치할 때 사용자가 무선전화(42)를 활용할 때, 차량의 구동 엔진음으로 형성된 잡음과 같은 배경 잡음이 전화기(42)의 마이크로폰(46)에 인가된다.
따라서, 정보신호(44)와 배경 잡음(48) 두 가지 모두가 마이크로폰(47)에 인가된다. 음향 정보신호(44)와 배경잡음(48)이 함께 수신신호를 형성하여 마이크로폰(46)에 함께 인가된다.
마이크로폰(46)은 신호(44)와 잡음(48)으로 형성된 수신 신호를 전기적인 형태로 변환한다. 마이크로폰(46)에 인가된 수신신호를 나타내는 전기신호가 라인(52)에서 발생된다. 라인(52)에 발생된 신호는 정보, 예컨대 음성 신호 및 배경 잡음으로 형성된 성분을 포함한다.
도 1에 도시된 잡음억압기(10)는 라인(52)에 발생된 전기적인 신호를 수신하기 위해 연결되어 있다. 잡음억압기(10)는 잡음성분 추정기(14)를 포함하는 것으로 다시 도시되어 있다.
잡음성분 추정기(14)는 라인(52)을 통해 공급된 전기신호 부분을 자동상관하는 자동상관기(54)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 즉, 자동상관기는 인가된 전기신호 부분을 지연량만큼 지연된 전기신호와 비교한다. 자동상관기는 전기신호와 지연된 전기신호간의 상관을 결정한다.
예시된 실시예에서, 자동상관기(54)는 라인(52)에 발생된 전기신호를 다수의 상이한 지연량만큼 지연된 상기와 동일한 신호와 상관시키고, 전기신호와 다수의 지연량만큼 지연된 신호사이에 결정된 상관을 나타내는 자동상관 신호를 라인(56)에 발생시킨다.
라인(56)은 분류기(62)에 연결되어, 자동상관기(54)에 의해 발생된 자동상관신호 및 이에 상응하는 지연된 신호와 관련된 지연을 이것에 제공한다. 분류기(62)는 어떤 지연 신호가 본원의 라인(52)에 발생된 전기신호와 가장 밀접하게 상관하는 지연 신호를 나타내는 가장 큰 값인지를 결정한다. 다른 실시예에서 및 도 5와 관련하여 언급된 바와 같이, 분류기(62)는 또한 어떤 추가 지연 신호가 라인(52)에 발생된 전기 신호와 밀접하게 상관하는지를 결정한다.
자동상관기(54)는 전기신호와 지연된 신호중 적어도 하나간의 상관에 대한 결정된 레벨이 선택된 양만큼 클 때, 라인(64)에 인에이블 신호를 발생시킨다.
전기신호와 다양한 지연량만큼 지연될때의 신호 사이의 상관을 결정함으로써, 언제 전기신호가 반복되는지에 대한 결정이 이루어진다. 즉, 자동상관기는 전기신호의 주기를 결정한다. 자동상관기의 시정수를 적절히 선택함으로써, 잡음신호의 주기가 결정된다. 분류기(62)는 자동상관신호, 및 전기신호와 최고의 상관을 나타내는 지연된 전기신호의 시간시연과 관련된 시간지연을 선택하여, 상기 분류기는 시간지연 및 그에 따른 전기신호의 잡음성분의 주기를 나타내는 지연신호를 라인(66)에 발생시킨다. 또 다른 실시예에서, 분류기(62)는 하나 이상의 잡음성분의 시간지연을 나타내는 신호를 발생시킨다.
자동상관기(54)와 분류기(62)는 추정기(14)의 부분으로서 토 1에 도시된 검출기(15)를 함께 형성한다. 라인(66)은 가변지연소자(68)에 연결되어, 분류기에 의해 발생된 지연량 신호를 이것으로 제공한다. 가변지연소자는 또한 라인(52)에 연결되어 이것에 발생된 전기신호를 수신한다. 가변지연소자(68)는 라인(66)에서 발생된 지연량신호의 값으로 표시된 지연량에 상응하는 양만큼 전기신호를 지연시키도록 동작한다. 가변지연소자(68)는 추정기(14)의 부분으로서 도 1에 도시된 추정발생기(16)를 형성한다.
가변지연소자(68)는 스위치(75)가 폐쇄위치에 놓이는 경우 합산기(74)의 부 입력에 제공되는 지연신호를 라인(72)에 발생시킨다. 지연소자(68)에 의해 라인(72)에 발생된 신호는 잡음추정을 포함한다. 스위치(75)는 라인(64)에 발생된 인에이블 신호의 값에 따라 선택적으로 폐쇄위치로 작동할 수 있다. 이러한 방법으로, 자동상관기가 전기신호와 지연신호간의 상관이 선택된 레벨보다 크다고 판정한 경우에만, 지연신호가 합산기(74)의 부 입력으로 인가된다. 하나 이상의 잡음성분을 나타내는 신호가 분류기(62)에 의해 발생되는 실시예와 도 5에서 알 수 있듯이, 소자(68)와 유사한 추가 가변지연소자가 지연소자(68)의 동작과 유사한 방식으로 작동되고, 이러한 추가소자에 의해 발생된 신호가 함께 합산되어, 이와 같이 얻어진 합이 그 후 잡음 억압 활동에 사용된다.
라인(52)은 합산기(54)의 정 입력에 연결됨으로써 그 정 입력으로 전기신호를 제공한다. 합산기(74)는 전기신호로부터 지연신호를 감산하고, 잡음억압된 신호를 형성하는 차분신호를 합산기(74)의 출력단자에 발생시키도록 동작한다. 합산기의 출력단자는 라인(76)에 연결되어 있다. 이러한 방식으로, 전기신호의 주기적인 전기잡음성분이 전기신호로부터 감산된다.
이후, 라인(76)에 발생된 잡음억압신호는 잡음억압신호를 변조하고 상향변환하는 변조 및 상향변환 회로장치(78)에 제공된다. 일단 변조되어 주파수적으로 상향변환되면, 잡음억압신호는 안테나(82)를 통해 전송된다.
무선전화기(42)는 수신부를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 본원에서 단일블록으로 도시된 잡음억압회로(10)는, 복조기 및 하향변환기(84)에 의해 복조되어 하향변환되면 무선전화의 안테나(82)에 수신된 신호의 주기적인 잡음성분을 제거하는데 이용된다.
잡음억압기(10)에 의해 라인(86)상에 발생된 잡음억압신호는 무선전화기에 위치한 수화자에게 신호를 제공하기 위해 스피커(88)에 제공된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예의 무선전화기(142)를 도시한다. 무선전화기(142)는 무선전화의 송신기에 의해 전송되기 전에 주기적인 잡음신호를 억압하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예의 잡음억압기(10)를 포함한다.
음향신호(144)가 도 3에 도시된 배경잡음(48)을 발생시킨 것과 동일한 소오스에 의해 발생될 수 있는 배경잡음(148)과 함께 마이크로폰(146)에 인가된다. 배경잡음(148)과 함께 음향신호(144)는, 마이크로폰(146)에 인가될 때 라인(152)상의 전기신호로서 전기적인 형태로 변환되는 수신신호를 형성한다.
라인(152)은 잡음성분 검출기(10)의 자동상관기(154)에 연결되어 있다. 자동상관기(154)는 잡음억압기의 잡음성분 검출기(14)의 일부를 형성하고, 도 3에 대하여 설명된 자동상관기(54)의 동작과 유사한 방식으로 동작한다.
자동상관기는 분류기(162)에 인가되는 자동상관신호를 라인(156)에 발생시킨다. 분류기(162)는 도 3에 도시된 분류기(62)의 동작과 유사한 방식으로 동작하여 라인(166)에 지연량 신호를 발생시킨다. 자동상관기(154)와 분류기(162)는 도 1에 도시된 검출기(15)를 함께 형성한다. 또 다른 실시예에서 및 도 5에서 알 수 있듯이, 분류기(162)는 어떤 추가 지연신호가 라인(152)상에 발생된 전기신호와 밀접하게 상관하는지를 결정하여, 이러한 결정을 나타내는 신호를 발생시킨다.
라인(166)은 주기적인 임펄스 발생기(172)에 연결됨으로써, 라인(166)에서 발생된 지연량신호를 제공한다. 주기적인 임펄스 발생기(172)는 라인(166)에서 발생된 지연량신호의 값에 응답하는 주파수에서 임펄스열을 라인(174)에 발생시키도록 동작한다.
라인(174)은 유한 임펄스 응답(FIR) 필터(176)의 입력에 연결되어 있다. FIR 필터(176)는 이것에 인가된 주기적인 임펄스열을 적절히 여과하는 적응형 필터이다. 주기적인 임펄스 발생기(172)와 FIR 필터(176)는 주기적인 간섭신호 추정을 발생시키는 주기적인 간섭신호 추정 발생기(178)를 형성한다. 이러한 추정은 필터(176)의 출력단자에 연결된 라인(182)상에 발생된다. 다수의 주기적인 잡음성분을 억압하도록 동작하는 실시예에서는, 다수의 주기적인 간섭신호 추정 발생기가 병렬로 위치하고 이들로부터 발생된 신호가 함께 합산될 수 있다.
라인(182)은 합산기(184)의 부의 입력에 연결되어 있다. 라인(152)은 합산기(184)의 양의 입력에 연결되어 있다. 라인(152)은 합산기(184)의 정의 입력에 연결되어 있다. 합산기(184)는 라인(152)에서 발생된 전기신호로부터 라인(182)에서 발생된 주기적인 간섭추정신호를 감산하도록 동작한다. 합산기는 그 출력단자에서 차분신호를 발생시킨다. 이 차분신호는 합산기의 출력단자에 연결된 라인(186)상에 발생되는 잡음억압신호를 형성한다. 라인(186)은 최소평균제곱(LMS) 적응필터(188)의 입력에 연결되어 있다. 필터(188)는 종래의 방식대로 필터(176)의 적응 특정을 적절히 선택하는 신호를 라인(192)에 발생시키도록 동작한다.
또한, 라인(186)은 잡음억압신호를 변조하고 상향변환하는 변조기 및 상향 변환기(194)에 연결되어 있다. 일단 변조되어 주파수적으로 상향변환되면, 잡음억압신호가 안테나(196)에 의해 전송된다.
무선전화기(142)는 잡음억압기(10)가 그 일부를 형성하는 수신기 회로를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 잡음억압기(10)는 복조기 및 하향변환회로(198)와 한 라인에 놓이는 단일블록으로 도시되어 있다. 복조기 및 하향변환기(198)는 안테나(196)에 수신된 수신신호를 복조하고 하향변환하여 전기적인 형태로 변환한다. 잡음억압기(10)에 의해 발생된 잡음억압신호는 스피커소자(202)에 인가되고, 이 스피커소자를 통해 상기 잡음억압신호가 음향 형태로 무선전화기 수화자에게 제공된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 잡음억압기(210)를 도시한다. 이 잡음억압기(210)는 라인(212)에 인가된 수신신호를 수신한다. 수신신호는 주기적인 잡음신호와 같은 잡음이 중첩될 수 있는 정보성분부분을 포함한다. 라인(212)에 인가된 신호의 주기적인 잡음성분부분은 제거되거나 억압됨으로써, 수신신호의 일부를 형성하는 정보신호가 더 용이하게 구별될 수 있다. 잡음억압기(210)는 인가된 수신신호를 수신하기 위해 라인(212)에 연결된 잡음성분 추정기(214)를 포함한다. 잡음성분 추정기는 잡음성분 검출기(215)와 다수의 추정발생기(216)를 포함한다. 추정발생기(216) 각각은 잡음성분 검출기(215)에 의해 발생된 신호가 발생되는 다수의 라인중 각각의 라인에 연결되어 있다. 일 실시예에서, 추정발생기(216)는 라인(212)에 연결되어 있다. 이러한 연결은 추정발생기(216)로 연장되는 점선에 의해 도면에 표시되어 있다. 다수의 추정발생기에 의해 발생된 신호는 합산기(216A)에 의해 함께 합산된다. 합산기(216A)에 의해 발생된 합산된 신호는 합산기(216A)에 의해 발생된 합산된 신호가 발생되는 라인(217)에 연결되어 있다.
검출기(215)는 라인(212)에 인가된 수신신호의 주기적인 잡음성분을 검출하여 상기 검출된 성분에 대한 표시를 추정발생기(216)에 제공하도록 동작한다. 검출기(215)에 의해 검출된 잡음성분 각각은 추정발생기(216) 각각에 공급된다.
추정발생기(216) 각각은 잡음성분신호를 발생시키고, 추정발생기(216)에 의해 발생된 잡음성분신호가 합산기(216A)에 의해 함께 합산된다. 이러한 합이 라인(217)에서 발생되며, 이러한 합은 검출기(215)에 의해 검출될 때 수신신호의 주기적인 잡음성분을 나타낸다. 라인(217)은 합산기(218)의 부의 입력에 연결되어 있다. 수신신호가 인가되는 라인(212)은 합산기(218)의 정의 입력 단자에 인가된다.
합산기(218)는 라인(212)에 인가된 수신신호에서 라인(217)에 발생된 잡음성분 신호를 감산하고, 이에 따라 잡음억압신호를 라인(222)에 발생시키도록 동작한다. 합산기(218)가 수신신호로부터 잡음성분 추정기(214)에 의해 발생된 잡음성분신호를 감산하도록 동작하기 때문에, 잡음성분 추정기예 의해 검출된 주기적인 잡음이 수신신호로부터 제거된다. 따라서, 주기적인 잡음성분이 억압되어, 라인(222)에 발생되는 잡음억압신호의 일부를 형성하지 않는다.
도 3 및 도 4의 설명과 관련하여 상기 언급된 바와 같이, 억압기(10)의 도시된 구성요소는 수신신호의 하나 이상의 잡음성분부를 억압하기 위해 변경될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 억압기(210)는 잡음억압기(10)와 대체될 수 있다. 예를 들면, 선택기(62)는 라인(52)에 각각 연결된 다수의 가변지연소자(68)로 인가될 다수의 출력신호를 라인(66)과 유사한 다수의 출력선에 발생시킬 수 있다. 다수의 가변지연소자(68)에 의해 발생된 신호가 합해진 후 합산기(74)에 인가된다. 도 4에 도시된 잡음억압기(10)는 수신신호로부터 다수의 상이한 잡음성분부의 억압을 허용하도록 마찬가지로 변경될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예의 방법(223)을 나타낸다. 방법(223)은 정보성분부를 지닌 수신신호의 적어도 선택된 잡음성분 부분을 억압한다.
먼저, 블록(224)에 나타나있는 바와 같이, 수신신호가 전기적인 형태로 변환된다. 그 후, 블록(225)으로 나타나있는 바와 같이, 수신신호가 시간지연만큼 지연된다. 다음, 블록(226)으로 나타나있는 바와 같이, 상기 지연된 신호는 수신신호와 상관되어, 지연된 신호와 수신신호간의 자동상관 레벨을 표시한다.
결정블록(228)에 의해 표시되어 있듯이, 다수의 자동상관은 다수의 상이한 지연량만큼 지연된 지연신호와 수신신호를 상관함으로써 수행된다. 다수의 지연신호와 상관의 바람직한 수의 반복이 수행될 때까지, 결정블록(228)으로부터 no 분지가 선택된다.
선택된 수의 자동상관이 수행되면, 블록(228)으로부터 블록(232)으로 yes 분지가 택해지고, 여기서 어떤 지연신호가 수신신호와 가장 큰 상관을 나타내는지를 결정한다. 그 후, 블록(234)으로 나타나있는 바와 같이, 시간지연 및 그에 따라 수신신호의 정보신호성분에 중첩된 잡음성분의 주기가 결정된다.
다음, 블록(236)에 의해 표시되어 있듯이, 블록(234)에서 결정된 주기에 상응하는 주기성을 지닌 주기신호가 발생된다. 발생된 주기신호는 블록(238)에 의해 표시되어 있듯이 수신신호로부터 감산됨으로써, 수신신호의 주기적인 잡음성분이 억압되는 잡음억압신호를 형성하게 된다.
본 발명의 동작은 통신신호의 주기적인 잡음성분을 유리하게 억압한다. 차량에서 작동하는 무선전화기에 구현되는 경우, 차량의 구동엔진의 엔진음에 의해 발생되는 잡음과 같은 배경잡음이 잡음억압기의 작동을 통해 억압된다. 이러한 잡음억압으로 인해, 무선전화장치 작동중에 얻어질 수 있는 통신 품질이 개선될 수 있다. 상기 설명된 것은 본 발명을 구현하는 바람직한 예이며, 본 발명의 범위가 상기 설명으로 제한될 필요는 없다. 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의해 한정된다.

Claims (14)

  1. 정보성분부분(44)를 지닌 수신신호의 선택된 잡음성분부분(48)을 억압하는 잡음억압기(10)에 있어서,
    수신신호를 나타내는 신호를 수신하기 위해 연결되며, 하나 이상의 주기적인 간섭원예 의해 발생되는 수신신호의 시간-도메인 주기적 잡음성분부분(48)을 추정하고 이에 응답하여 시간-도메인 잡음성분 추정신호를 발생시키는 잡음 성분 추정기(14)로서, 수신신호를 나타내는 신호를 다수의 지연주기만큼 지연된 수신신호를 나타내는 신호와 상관하여 이들 사이의 자동상관을 나타내는 값의 다수의 자동상관 신호를 발생시키는 자동상관기(54)를 포함하고, 자동상관신호를 수신하기 위해 연결되어, 인가된 자동상관 신호 및 그와 관련된 시간지연 중 어느 것이 수신신호를 나타내는 신호와 가장 밀접하게 상관하는 것을 결정하고 이것에 응답하여 지연량 신호를 발생시키는 분류기(62)를 더 포함하는 잡음 성분 추정기(14), 및
    수신신호를 나타내는 신호를 수신하고 상기 잡음 성분 추정기(14)에 의해 발생된 시간-도메인 잡음 성분 추정 신호를 수신하기 위해 연결된 잡음 성분 감산기(74)로서, 시간-도메인 잡음성분 추정신호의 값을 감산하고, 이것에 응답하여, 주기적인 간섭원에 의해 발생된 잡음 성분 부분이 억압되는 수신신호를 나타내는 잡음-억압 신호를 형성하는 잡음 성분 감산기(74)를 구비하는, 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분류기는 이것에 인가된 자동상관 신호 중 어느 것이 선택된 자동상관 레벨 이상으로 수신신호를 나타내는 신호와 상관하는지를 결정하고, 이것에 응답하여 지연량 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 잡음 성분 추정기(14)는 수신신호를 나타내는 신호와 지연량 신호를 수신하기 위해 연결된 신호지연기를 더 포함하는데, 상기 신호지연기는 수신신호를 나타내는 신호로 형성되고 지연량 신호에 응하는 신호지연 만큼 지연되는 지연신호를 발생시키며, 상기 지연신호는 수신신호의 잡음 성분 부분을 추정하는 잡음 성분 추정 신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분류기에 의해 선택된 자동상관 신호가 선택된 자동상관 신호값 이상이면, 잡음 성분 추정 신호가 상기 잡음 성분 감산기(74)에 제공되는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 잡음 성분 추정기(14)는, 상기 분류기에 의해 발생된 지연량 신호를 수신하기 위해 연결되어 지연량 신호의 값과 관련된 주기성을 가진 잡음 성분 추정 신호를 형성하는 주기신호를 발생시키는 주기 신호 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡응억압기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 주기 신호 발생기는 지연량 신호를 수신하기 위해 연결되어 임펄스열을 발생시키는 주기적인 임펄스 발생기, 및 상기 임펄스열을 수신하기 위해 연결되어 잡음 성분 추정 신호를 형성하는 여과된 신호를 발생시키는 적응 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 잡음 성분 감산기(74)는 제 1입력 단자, 제 2입력 단자, 및 출력 단자를 가진 합산기를 포함하며, 상기 제 1입력 단자는 수신신호를 나타내는 신호를 수신하기 위해 연결되고, 상기 제 2입력 단자는 잡음 성분 추정 신호를 수신하기 위해 연결되며, 상기 잡음 억압 신호는 상기 출력 단자에 형성되는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 잡음 성분 추정기(14)는 주기적인 간섭원에 의해 발생된 수신신호의 잡음 성분 부분을 검출하기 위해 그 내부에서 실행가능한 알고리즘을 가진 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 잡음 성분 감산기(74)는 수신신호를 나타내는 신호로부터 잡음 성분 추정 신호의 값을 감산하기 위해 그 내부에서 실행가능한 알고리즘을 가진 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신신호는 음향신호를 전기신호로 변환하는 음향 변환기로 인가되는 음향신호를 포함하고, 상기 잡음 성분 추정기(14)가 수신하도록 연결되는 상기 수신신호를 나타내는 신호는 상기 음향 변환기에 의해 음향신호가 변환되는 전기신호를 포함하는 것을 특징으로 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 음향 변환기는 무선전화장치의 마이크로폰 부분을 포함하고, 상기 잡음 성분 추정기는 무선전화장치의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신신호는 전자신호를 전기신호를 변환하는 전자 변환기로 인가되는 전자신호를 포함하고, 상기 잡음 성분 추정기(14)가 수신하도록 연결되는 수신신호를 나타내는 신호는 전자 변환기에 의해 전자신호가 변환되는 전기신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 변환기는 무선전화장치의 안테나 소자를 포함하고, 상기 잡음 성분 추정기(14)와 상기 잡음 성분 감산기(74)는 무선전화장치의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 수신신호의 잡음 성분 부분을 억압하는 잡음억압기.
  14. 정보 성분 부분을 가진 수신신호의 선택된 잡음 성분 부분을 억압하는 시간-도메인 방법으로서,
    수신신호를 나타내는 신호를 다수의 지연 주기만큼 지연된 수신신호를 나타내는 신호와 자동상관(54)하는 단계,
    상기 자동상관하는 단계동안 수행된 자동상관을 나타내는 값의 다수의 자동상관 신호를 발생시키는(56) 단계,
    어느 자동상관 신호 및 이와 관련된 지연주기가 수신신호를 나타내는 신호와 가장 밀접하게 상관하는지를 결정하는(62) 단계,
    상기 결정하는 단계동안 이루어지는 결정에 응답하여 잡음 성분 추정 신호를 발생시키는(66) 단계,
    상기 발생시키는 단계 동안 발생된 잡음 성분 추정 신호의 값을 수신신호를 나타내는 신호로부터 감산하는(74) 단계, 및
    상기 감산 단계에 응답하여 잡음-억압 신호를 형성하는(76) 단계를 포함하는, 수신신호의 선택된 잡음 성분 부분을 억압하는 시간-도메인 방법.
KR10-1998-0707193A 1996-03-13 1997-03-12 통신신호의잡음성분부분을억압하는잡음억압기및그방법 KR100443863B1 (ko)

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