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1、DSP课程设计实 验 报 告基于DSP的回波的产生与抵消学 院：电子信息工程学院 班 级：通信0707设计人员：陈军07211195何家琪 07211202指导老师：高海林目录设计任务书 2任务设计 3设计内容 3设计方案及算法原理说明 4实验目的 4实验原理 4关于LMS算法 5程序代码 6程序设计及调试 12结果分析 19实验体会及总结 22参考文献 25一、 设计任务书过去，通过卫星打国际 时，因为同步静止卫星的通话路径较长，引起通话延迟单跳250ms，双跳500ms，因电路失配所引起的线路回声就很明显，所以从二十世纪80年代起人们就研究回声消除的方法。由简单的回声抑制器开展到自适应回声
2、消除器，国际电联ITU也相应地制订了回声消除器的国际标准，例如G164、G165 、G167等等。进入90年代之后，通过互联网拨打长途 ，即IP 开始流行。IP 现在已成为Internet上实现实时传送语音信号的一种新型电信业务。与传统的PSTN网络采用电路交换技术不同，IP 采用的是分组交换技术，充分利用Internet来传输数据，使得价格大大降低，因而具有广泛的研究和应用前景。IP 以数据包的格式在因特网中与其他数据信息按TCP/IP协议一起传输，从发话端到收话端延时较长，并且是不确定的，IP 系统的回声源复杂，回声路径的延时和抖动都相当大，这里的延迟包括算法延迟0.125ms30ms，处
3、理延迟(30ms)，网络延迟(70100ms)等，总延迟在100ms以上，而人耳对大于50ms的回声就能鉴别出来，因此回声消除成了IP 系统的一个关键问题。在 系统中，自适应回声消除器成为不可缺少的设备。自适应滤波的优点在于，它不仅能够选择信号，而且能够控制信号的特性。自适应滤波器具有跟踪信号和噪声变化的能力，它的系数能够被一种自适应算法所修改。利用DSP可以实时地对信号进行自适应滤波。DSP利用直接存储器访问方式DMA采集数据时不打搅CPU，因此CPU可以对信号进行实时地滤波。本设计要求利用DSP的DMA方式进行信号采集和信号输出，同时对外部输入的信号进行数字滤波，完成对 线路中较为严重的回
4、波进行抵消，实现 线路中通话清晰。二、任务设计首先，先测试原输入语音信号的效果。此时，说话者应只听到自己同步的语音。接着，对输入的语音信号产生对应的回波，使说话者能听到自己的说话声的同时，还可以听到多重回声。然后编写自适应滤波算法程序，或调用DSPLIB中的dlms自适应滤波函数对产生的回波进行滤除，使说话者只听到自己同步的语音，而没有回声。三、设计内容回声消除的根本原理是采用一个自适应滤渡器自动识别回声通道，通过自适应滤波算法的调整，使其冲激响应与实际回声路径逼近，从而得到回声预测信号y(n)，再将预测信号从近端采样的语音信号d(n)中减去，即可实现回声消除。本实验的主要内容就是通过将过去的
5、信号衰减加到现在的信号上，以产生回波，然后通过采用LMS算法设计一个自适应滤波器，将回波滤去，比拟滤波前和滤波后信号的差异来衡量自适应滤波器的性能。四、设计方案、算法原理说明(一)、实验目的：1、掌握CCS环境的使用2、掌握TMS320C5402DSP芯片的根本知识3、掌握基于CCS编程设计的方法1对DMA进行初始化；2对A/D、D/A进行初始化；3编写DMA通道传输程序，实现数据实时采集和实时地输出；4设计自适应滤波算法，或调用DSPLIB中的自适应函数，实现信号的自适应滤波。5滤波后信号实时输出的同时，将数据存放在数据文件中；6利用自适应滤波实现语音信号回波对消。本程序是在CCS5000自
6、带程序codec的根底上进行修改和加工，codec程序包含DSP板的初始化、语音的读取输出、A/D、D/A转换、滤波等一系列功能。涉及5402 DSP 多通道缓冲串行口mcbsp 和tlc320ad50 CODEC 编译码器的C 语言编程方法(二)、实验原理源自接收器(耳机)的声波，通过位于声音路径上的固体物体反射进入 的麦克风(话筒)中，或扬声器 中，这就形成了声学回声。声学回声消除的功能原理框图如图1所示：图1 回声消除器原理框图回声消除的根本原理是采用一个自适应滤渡器自动识别回声通道，通过自适应滤波算法的调整，使其冲激响应与实际回声路径逼近，从而得到回声预测信号y(n)，再将预测信号从近
7、端采样的语音信号d(n)中减去，即可实现回声消除。自适应算法要求收敛速度快、计算复杂度低、稳定性好和失调误差小。虽然许多自适应算法在理论上实现回声消除都是可行的，但通常采用的是较简单的算法。例如广泛应用的LMS自适应算法。三、关于LMS算法本实验采用LMS算法，即最小均方误差算法设计的自适应滤波器进行未知系统识别，以将回声信号滤除。该自适应滤波器是FIR横向滤波器，可以根据输出自动修改滤波器的权系数，从而逼近未知系统回声通道。算法的实现基于TMS320C5402DSP芯片和CCS系统的C语言。 远端的信号通过回声通道产生回声信号d(n)，该信号一般为远端信号的衰减和延迟。远端信号通过自适应滤波
8、器产生回声预测信号y(n)。在k时刻，它们之差为剩余回声信号： 1用它来控制LMS自适应滤波器的系数w(n) 2其中为自适应步长因子，一般取01，可视为常数k时刻滤波器的输出为： 3 以上(1),(2),(3)三个方程是LMS最小均方误差算法的核心方程，也是C语言编程的依据。LMS算法流程图如下列图所示：五、程序代码codec.c程序/*/* Codec.c*/* Digital Loopback example*/*/#include type.h#include board.h#include codec.h#include mcbsp54.h#include tms320.h#inclu
9、de dsplib.h#include setm.h/*/* Function Prototypes*/*/* This delay routine does not conflict with DSP/BIOS. It is used in this */* example rather than brd_delay_msec which causes DSP/BIOS conflicts just */* because of this. If you are not using DSP/BIOS, you can change the code */* to use brd_delay_
10、msec. */void delay(void); /延迟void update(DATA x,DATA dk);void initarray(DATA x);/*/* Global Variables */*/HANDLE hHandset; /CODEC句柄DATA bf15000; /缓冲区/*/* MAIN*/*/DATA *dp_w = &dbuffer_w0;DATA *dp_h = &dbuffer_h0; void main() s16 j; s16 m; s16 cnt=3; /灯循环闪次数,初始化等待时钟周期数 DATA dk,out_delay,yk;/ek s16 mo
11、de=2; /决定是否产生回波是否使用回波抵消 s16 i; if (brd_init(100) /板的初始化 return; for (i=0; iLENGTH_IN; i+) dbuffer_hi = 0; for (i=0;iLENGTH_IN;i+) out_hi =0;/ clear output buffer (optional) for (i=0;iLENGTH_W;i+) coff_wi =0;/ clear coeff buffer (optional) for (i=0;iLENGTH_IN;i+) out_wi =0;/ clear output buffer (optional)/* blink the leds a couple times */
