回声抵消器、数据传输系统和回声抵消的方法

摘要

本发明的实施例提供了一种回声抵消器、数据传输系统和回声抵消的方法，该回声抵消器包括控制模块，用于根据该回声抵消器需要使用的抽头的个数生成第一控制信息。滤波模块，用于根据第一控制信息选择该回声抵消器需要使用的抽头，并且通过所选择的抽头估计数据传输系统中的回声，以便使用所估计出的回声抵消该数据传输系统中的回声。本发明的实施例可以根据该回声抵消器需要使用的抽头的个数生成控制信息，并且根据该控制信息选择该回声抵消器需要使用的抽头，使得回声抵消器能够在短线模式下选择较少的抽头进行工作，从而降低了系统的功耗。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种回声抵消器、数据传输系统和回 声抵消的方法。

背景技术

千兆以太网物理层(Gigabit Ethernet Physical Layer，GEPHY)为电口以 太网物理层，在五类或超五类非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair，UTP) 上完成双方的通信。

根据美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics  Engineers，IEEE)规范要求，1000Base-T协议的系统在4对非屏蔽双绞线上 以125MBaud调制率传送4D-PAM5信号，达到1Gb/s的全双工数据传输。 1000Base-T所支持的线缆长度要能达到100米，线缆传输速率如下：(1)125M 符号(symbol)/秒，2比特/符号；(2)每对线上的bit率为250Mb/s。GEPHY 系统使用4D-PAM5信号，误比特率(Bit Error Rate，BER)随着信噪比(Signal  Noise Ratio，SNR)的增大会急剧下降，因而接收器需要充分消除干扰与噪 声，增大SNR以获得较小误码率。同时，在接收侧，必须尽可能消除回声 (ECHO)信号。

通常，可以设计固定阶数的自适应回声抵消器(ECHO canceller)来消 除回声信号，在长线情况下，回声抵消器可能需要150阶以上。根据传输线 的特性，100m线长的信号延迟大约是125个符号；10m线大约是12.5个符 号。因此，对于100m线长的传输线，回声抵消器的阶数需要至少125阶， 而对于10m的传输线，回声抵消器的阶数只需要12.5阶，取整数为13阶， 因此，在短线模式下，如果采用125阶的回声抵消器，会增大回声抵消器的 功耗。

发明内容

本发明的实施例提供一种回声抵消器、数据传输系统和回声抵消的方 法，能够降低回声抵消器的功耗。

一方面，提供了一种回声抵消器，包括：控制模块，用于根据该回声抵 消器需要使用的抽头（tap）的个数生成第一控制信息；滤波模块，用于根据 第一控制信息选择该回声抵消器需要使用的抽头，并且通过所选择的抽头估 计数据传输系统中的回声，以便使用所估计出的回声抵消该数据传输系统中 的回声。

另一方面，提供了一种数据传输系统，包括：本地发送机，用于向远程 接收机发送数据；本地接收机，用于从远程发送机接收数据；混合器，连接 在该本地发送机与该数据传输系统传输线之间，并且连接在该本地接收机与 该传输线之间；上述回声抵消器，该回声抵消器连接在该本地接收机与该混 合器之间，该回声抵消器的输入端接收该本地发送机发送的数据，该估计出 的回声用于消除该本地接收机接收的数据中的回声。

另一方面，提供了一种回声抵消的方法，包括：根据回声抵消器需要使 用的抽头的个数生成第一控制信息，第一控制信息用于选择该回声抵消器需 要使用的抽头；根据第一控制信息选择该回声抵消器需要使用的抽头，通过 所选择的抽头估计数据传输系统中的回声，以便使用所估计出的回声抵消该 数据传输系统中的回声。

本发明的实施例可以根据该回声抵消器需要使用的抽头的个数生成控 制信息，并且根据该控制信息选择该回声抵消器需要使用的抽头，使得回声 抵消器能够在短线模式下选择较少的抽头进行工作，从而降低了系统的功 耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中 所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的 前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明的一个实施例的回声抵消器的结构性示意图。

图2是根据本发明的另一实施例的回声抵消器的结构性示意图。

图3是根据本发明的另一实施例的回声抵消器的结构性示意图。

图4是根据本发明的另一实施例的回声抵消器的结构性示意图。

图5是根据本发明的另一实施例的回声抵消器的结构性示意图。

图6是根据本发明的另一实施例的回声抵消器的结构性示意图。

图7是根据本发明的另一实施例的单个抽头的乘法器的实现框图。

图8是根据本发明的实施例的另一实施例的回声抵消的方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、 “第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述 特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换， 以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示的或否则描述 的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变 形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、 产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过 程、方法、产品或设备固有的其它单元。图1是根据本发明的一个实施例的 回声抵消器100的结构性示意图。回声抵消器100包括：滤波模块110和控 制模块120。

控制模块120，用于根据回声抵消器100需要使用的抽头的个数生成第 一控制信息。滤波模块110，用于根据第一控制信息选择回声抵消器100需 要使用的抽头，并且通过所选择的抽头估计数据传输系统中的回声，以便使 用所估计出的回声抵消该数据传输系统中的回声。

例如，控制模块120可以根据数据传输系统的通信终端在训练阶段测量 的线长信息或者预先设置的线长信息或者其它相关信息确定回声抵消器100 需要使用的抽头的个数，并且根据确定的抽头的个数生成第一控制信息。第 一控制信息用于指示滤波模块110选择与上述确定的抽头的个数相应的抽头 进行回声抵消。回声抵消器100可以是数字的，也可以是模拟的。滤波模块 110可以由滤波器(例如，自适应滤波器)来实现。数据传输系统可以支持 1000BASE-T协议标准下的通信，并且数据传输系统的传输线可以为千兆以 太网线缆。本发明的实施例并不限于此，例如，数据传输系统也可以支持 100BASE-TX或10BASE-T等协议。

本发明的实施例可以根据该回声抵消器需要使用的抽头的个数生成控 制信息，并且根据该控制信息选择该回声抵消器需要使用的抽头，使得回声 抵消器能够在短线模式下选择较少的抽头进行工作，从而降低了系统的功 耗。

图2是根据本发明的另一实施例的回声抵消器200的结构性示意图。

回声抵消器200包括：滤波模块210和控制模块220。回声抵消器200 的滤波模块210和控制模块220与图1的滤波模块110和控制模块120类似， 在此适当省略详细的描述。

根据本发明的实施例，控制模块220根据该数据传输系统的传输线的线 长确定该回声抵消器200需要使用的抽头的个数，并且根据回声抵消器200 需要使用的抽头的个数生成第一控制信息，其中所确定的抽头的个数与该传 输线的线长成正比。

根据本发明的实施例，控制模块220还用于在该数据传输系统的通信双 方工作前的训练阶段从该通信双方之一获取该线长的信息。

例如，控制模块220在该数据传输系统的通信双方工作前的训练阶段(例 如，物理层控制PHY control过程)，从该通信双方之一获取该线长的信息， 并且根据该线长信息生成控制信息，该控制信息用于选择需要工作的滤波器 抽头，未被选择的滤波器抽头不进行系数更新。例如，对于100线长的传输 线，回声抵消器200的阶数需要至少125阶，而对于10m的传输线，回声抵 消器200的阶数只需要12.5阶。本发明的实施例并不限于此，例如，所确定 的抽头的个数也可以与该传输线的线长具有预定的函数关系。第一控制信息 可以采用比特的形式。例如，在选择器只有一路输入的情况下，第一控制信 息为1表示将输入作为输出，第一控制信息为0表示不输出。可选地，第一 控制信息可以由多个比特组成，以便可以选择多路输入中的一路输入作为输 出。

根据本发明的实施例，滤波模块210包括：第一延迟寄存器组，包括串 联连接的M个延迟寄存器，该M个延迟寄存器中的第一个延迟寄存器的输 入端接收该数据传输系统的发送机发送的数据，该M个延迟寄存器的输出 端引出M个抽头；第二延迟寄存器组，包括串联连接的N个延迟寄存器， 该N个延迟寄存器的输出端引出N个抽头；选择器，该选择器的输入端连 接到该M个抽头，该选择器的输出端连接到第二延迟寄存器组中的第一个 延迟寄存器的输入端，用于根据第一控制信息选择该M个抽头中的第K个 延迟寄存器引出的抽头连接到第二延迟寄存器组中的第一个延迟寄存器的 输入端；乘法器组，包括N+1个乘法器，该N+1个乘法器的输入端分别连 接到该N个延迟寄存器的输出端引出的N个抽头和第K个延迟寄存器的输 出端引出的抽头，用于分别将输入该N+1个乘法器的N+1个数据乘以N+1 个滤波系数；加法器，用于累加该N+1个乘法器的输出得到该估计出的回声， 其中该确定的抽头的个数为N+K。

例如，上述滤波系数可以是预先设定的，也可以是实时更新的。

滤波模块210为自适应滤波器，滤波模块210还向判决器发送上述估计 出的回声，以便判决器根据上述估计出的回声确定误差信号，回声抵消器200 还包括：系数更新模块240，用于根据上述误差信号更新该N+1个滤波系数。

例如，回声抵消器200的系数更新模块240可以实时更新滤波系数。回 声抵消器200最多可以实现为N+M阶的回声抵消器，而本发明的实施例， 可以在短线模块式下，可以只更新N+1个滤波系数，从而降低了功耗。

根据本发明的实施例，在控制模块220确定回声抵消器200需要使用的 抽头的个数小于等于N的情况下，控制模块通过生成并发送第一控制信息来 指示上述选择器选择第一延迟寄存器组中的第一个延迟寄存器的输入端连 接到第二延迟寄存器组中的第一个延迟寄存器的输入端。

可选地，作为另一实施例，滤波模块210包括：至少一个第一延迟寄存 器组，每个延迟寄存器组包括串联连接的X个延迟寄存器，该X个延迟寄 存器的输出端引出X个抽头，上述至少一个第一延迟寄存器组串联连接，上 述至少一个第一延迟寄存器组中的第一个延迟寄存器的输入端接收该数据 传输系统的发送机发送的数据；至少一个乘法器组，每个乘法器组包括X个 乘法器，分别用于将输入该X个乘法器的X个数据乘以X个滤波系数，该 X个乘法器的输入端分别连接到该X个延迟寄存器的输出端，上述至少一个 乘法器组与上述至少一个第一延迟寄存器组相对应；至少一个第一加法器， 分别用于累加上述至少一个乘法器组的输出，以输出至少一个第一累加结 果；至少一个选择器，上述至少一个选择器的输入端分别连接到上述至少一 个第一加法器的输出端，上述至少一个选择器用于根据第一控制信息从所述 至少一个第一累加值中选择相应的第一累加结果；第二加法器，用于累加上 述至少一个选择器的输出第一累加结果得到该估计出的回声。

可选地，作为另一实施例，滤波模块210包括：第一延迟寄存器组和至 少一个第二延迟寄存器组，每个延迟寄存器组包括串联连接的X个延迟寄存 器，该X个延迟寄存器的输出端引出X个抽头，第一延迟寄存器组和上述 至少一个第二延迟寄存器组串联连接，第一延迟寄存器组中的第一个延迟寄 存器的输入端接收该数据传输系统的发送机发送的数据；至少一个选择器， 上述至少一个选择器分别连接在上述至少一个第二延迟寄存器组的输入端， 上述至少一个选择器用于根据第一控制信息选择上述至少一个第二延迟寄 存器组的输出端引出的抽头；第一乘法器组和至少一个第二乘法器组，每个 乘法器组包括X个乘法器，分别用于将输入该X个乘法器的X个数据乘以 X个滤波系数，第一乘法器组中的X个乘法器的输入端分别连接到第一延迟 寄存器组中的X个延迟寄存器的输出端，上述至少一个第二乘法器组中的每 个第二乘法器组中的X个乘法器的输入端分别连接到上述至少一个第二延 迟寄存器组中的每个第二延迟寄存器组中的X个延迟寄存器的输出端；加法 器，用于累加第一延迟寄存器组的输出端引出的抽头和所选择的第二延迟寄 存器组的输出端引出的抽头输出的数据得到该估计出的回声。

可选地，作为另一实施例，滤波模块210包括：第一延迟寄存器组，包 括串联连接的Y个延迟寄存器，该Y个延迟寄存器中的第一个延迟寄存器 的输入端接收该数据传输系统的发送机发送的数据，该Y个延迟寄存器的输 出端引出Y个抽头；第一组选择器，包括T个选择器，该Y个选择器的输 入端分别连接到该Y个抽头，该Y个选择器用于根据第一控制信息选择该Y 个抽头中的S个抽头；第一乘法器组，包括Y个乘法器，该T个乘法器的 输入端分别连接到该Y个选择器的输出端，分别用于将输入该Y个乘法器 的Y个数据乘以Y个滤波系数；加法器，用于累加该T个乘法器的输出得 到该估计出的回声。

例如，上述滤波系数可以是预先设定的，也可以是实时更新的。

可选地，作为另一实施例，滤波模块210为自适应滤波器，滤波模块210 还向判决器发送上述估计出的回声，以便判决器根据上述估计出的回声确定 误差信号。回声抵消模块200包括：系数更新模块240，用于根据传输线的 线长生成第三控制信息；根据第三控制信息选择需要更新的滤波系数的个 数，并且根据误差信号更新该需要更新的滤波系数。

例如，在上述实施例中，如果确定需要50阶的回声消除器，则系数更 新模块240根据第三控制信息只更新50个滤波系数，即可以在短线模块式 下，可以只更新较少的滤波系数，从而降低了功耗。

该控制模块220还用于根据该传输线的线长生成第二控制信息，第二控 制信息包括权重值，其中该回声抵消器200还包括：加权模块230，用于接 收第二控制信息，并且将该估计出的回声乘以该权重值，其中该权重与该线 长成反比。

本发明的实施例可以针对不同线长，调整回声消除运算时的比重，使得 回声抵消器200的系数精度和范围最优。

图2的回声抵消器200还包括：第三延迟寄存器组250，与该回声抵消 器200的输入端连接，以匹配所述数据传输系统的发送机的模拟前端所引入 的延迟。第三延迟寄存器组250中的延迟寄存器的个数取决于该数据传输系 统的发送机的模拟前端所引入的延迟。

本发明的实施例可以在回声抵消器200的入口设置延迟寄存器组，通过 选择延迟单元的个数，调整回声抵消器200中传输符号(TX Symbol)的延 迟，以便精确匹配模拟发送前端引入的延迟。

根据本发明的实施例提供了一种数据传输系统，包括：本地发送机，用 于向远程接收机发送数据；本地接收机，用于从远程发送机接收数据；混合 器，连接在该本地发送机与该数据传输系统的传输线之间，并且连接在该本 地接收机与该传输线之间；图1回声抵消器100或图2的回声抵消器200， 该回声抵消器连接在该本地接收机与该混合器之间，该回声抵消器的输入端 接收该本地发送机发送的数据，该估计出的回声用于消除该本地接收机接收 的数据中的回声。

例如，回声抵消器可以是独立的装置，也可以安装在本地接收机上。

图3是根据本发明的另一实施例的回声抵消器300的结构性示意图。回 声抵消器300是图2的回声抵消器200的例子。

回声抵消器300包括：滤波模块310、控制模块320、加权模块330、和 系数更新模块340。

控制模块320用于根据回声抵消器300需要使用的抽头的个数生成第一 控制信息。例如，在数据传输系统的通信双方工作前的训练阶段，控制模块 320从通信双方之一获取传输线的线长信息。

具体而言，在物理层控制过程中，两个通信终端在训练时通过协商方式 获取线长信息，例如，第一通信终端发送信号给第二通信终端，第二通信终 端接收到该信号后向第一通信终端返回响应，第一通信终端可以获知发送该 信号的时刻与接收到该响应的时刻之间的时间差。由于电磁波的速度与光速 相同，因此，可以根据该时间差得到线长信息。本发明的实施例并不限于此， 也可以采用其它方式获取线长信息，例如，可以根据已知的第一通信终端和 第二通信终端之间的距离预先设定线长信息。

在确定了线长信息之后，控制模块320可以根据线长信息确定回声抵消 器300需要使用的抽头的个数，其中所确定的抽头的个数与传输线的线长成 正比。例如，根据传输线的特性，100m线长的信号延迟大约是125个符号， 10m线大约是12.5个符号。因此，线长为100m时，回声抵消器300的阶数 (对应于自适应滤波器的阶数)需要至少125阶，而线长为10m)时，回声 抵消器300的阶数只需要12.5阶，取整数为13阶。回声抵消器300需要使 用的抽头的个数对应于回声抵消器300需要的阶数。

在根据线长信息确定回声抵消器300需要的阶数或抽头的个数之后，控 制模块320可以根据所确定的抽头的个数生成第一控制信息，第一控制信息 用于控制滤波模块310根据需要使用的抽头个数选择相应的抽头进行回声抵 消。第一控制信息可以为掩码，例如，…00001000000000…，其中在本实施 例中，共129位，即0~128位。该掩码用于使滤波模块310根据该掩码的各 个位的取值选择相应的抽头用于回声抵消。在本发明实施例中，控制模块320 确定的抽头的个数为30+K，即掩码的第K位的取值为1，掩码的其它位的 取值为0，例如，当需要50阶时，K＝20。

滤波模块310包括第一延迟寄存器组311、第二延迟寄存器组312、选 择器313、乘法器组314和加法器315。

第一延迟寄存器组311包括串联连接的128个延迟寄存器，第一延迟寄 存器组311中的第一个延迟寄存器D的输入端接收数据传输系统的发送机发 送的数据，其中128个延迟寄存器D的输出端引出128个抽头。第二延迟寄 存器组312包括串联连接的30个延迟寄存器D，其中30个延迟寄存器D的 输出端引出30个抽头。根据本发明的实施例并不限于此，第一延迟寄存器 组311和第二延迟寄存器组312也可以包括其它个数的延迟寄存器，例如， 第一延迟寄存器组可以包括150个延迟寄存器，第二延迟寄存器组可以包括 50个延迟寄存器，等等。

选择器313的输入端连接到第一延迟寄存器组311的128个抽头，选择 器313的输出端连接到第二延迟寄存器组312中的第一个延迟寄存器D的输 入端。选择器313可以接收控制模块320发出的控制信息(例如，掩码)， 选择第一延迟寄存器组311中的128个抽头中的第K个延迟寄存器D引出 的抽头连接到第二延迟寄存器组312中的第一个延迟寄存器D的输入端(例 如，掩码的第K位的值为1)。由第K个延迟寄存器D的输出值和第二延迟 寄存器组312的输出值用于完成回声抵消的滤波运算和系数更新运算。举例 而言，在训练时，控制模块320根据线长得知需要50阶的回声抵消器，则 利用第一控制信息选择第一延迟寄存器组311中的第20阶输出作为第二延 迟寄存器组的输入，再经过第二延迟寄存器组312的30阶输出，共同实现 50阶的滤波运算。

特别地，在控制模块320确定回声抵消器300需要使用的抽头的个数小 于等于30(例如，传输线的线长小于等于24m)的情况下，控制模块320 向选择器发送第一控制信息，指示选择器选择第一延迟寄存器组311中的第 一个延迟寄存器D的输出端引出的抽头连接到第二延迟寄存器组312中的第 一个延迟寄存器D的输入端(例如，掩码的第0位的取值为1)。

乘法器组314，包括30+1＝31个乘法器，上述31个乘法器中的30个 乘法器的输入端对应连接到第二延迟寄存器组312中的30个延迟寄存器D 的输出端引出的30个抽头，另一个乘法器连接到上述第K个延迟寄存器的 输出端引出的抽头，上述31个乘法器接收系数更新模块更新后的滤波系数 (C_i，C_i+1，…，C_i+N，在本实施例中，N＝30)，分别用于将输入上述30+1 个乘法器的数据符号乘以30+1个滤波系数。

加法器315，用于累加上述30+1个乘法器输出的回声抵消器300估计 出的回声信号，并将估计出的回声信号输出到加权模块330。

控制模块320还用于根据传输线的线长生成第二控制信息，第二控制信 息包括权重值。加权模块330用于接收控制模块320发送的包含权重值的第 二控制信息，接收加法器315输出的估计出的回声信号，并且将估计出的回 声信号乘以该权重值，该权重值与上述传输线的线长成反比或者成预定的函 数关系。第二控制信息(ratio_ctrl)用于调节滤波系数的比重，根据线长的 不同，回声信号在消除时可以使用不同的加权系数，以保证滤波器系数获得 最大的动态范围，从而提高系数的精度。由于线长不同，回声信号的强弱也 不同，这样，不同线长对应的滤波器系数值的差别较大；通过调节该回声信 号的比例，可以让不同线长时的滤波器的系数值处于一个相对一致的范围； 例如，在PHY control阶段，如果确定为传输线为长线，则把加权控制值设 置为1/2。加权模块330例如可以由乘法器实现。

加权模块330的输出(即回声抵消器300的输出，ec_out_data)与数据 传输系统的前向均衡器(Feed Forward Equalizer，FFE)的输出信号 (ffe_data_out)相加得到信号ffe_ec_dat，信号ffe_ec_dat与反馈均衡器 (Decision Feed Back Equalizer，DFE)的输出信号(dfe_data_out)相加得到 信号r_k，信号r_k输出到判决器得到信号d_k和误差信号(sli_e)，该误差信号被 输入到系数更新模块340进行系数更新运算。判决器、FFE均衡器以及DFE 均衡器为常规技术，在此不再赘述。

系数更新模块340可以采用最小均方(Least mean square，LMS)系数 更新算法，例如，基于LMS的系数更新公式为 C_k+1ⁱ=C_kⁱ+α*sli_e*sgn(ec_data_in)，其中，C_kⁱ代表第k时刻的第i阶系数，C_k+1ⁱ代表第k+1时刻的第i阶系数，α为系数更新步长；sgn代表取符号操作； 经过掩码(mask)信号选择回声抵消器的抽头之后，只有第二延迟寄存器组 参加滤波运算，同时，只需要更新参与滤波运算的系数(即系数C_i，C_i+1，…， C_i+N)，例如，在本实施例中，即使在长线模式下也只需要更新31个系数。

回声抵消器300还包括第三延迟寄存器组(Z^-m)350。第三延迟寄存 器组350可以由m个延迟寄存器串联而成，第三延迟寄存器组中的延迟寄存 器的个数m取决于数据传输系统的发送机的模拟前端所引入的延迟，即通过 选择第三延迟寄存器组中延迟寄存器的个数m可以调整回声抵消器300接收 的数据符号(Symbol)的延迟，以精确匹配模拟发送前端引入的延迟。第三 延迟寄存器组350可以连接在回声抵消器300的输入端(或入口)，即连接 在数据传输系统的发送机与滤波模块310之间。第三延迟寄存器组350接收 数据传输系统的发送机发送的数据符号(例如，TX_data)作为滤波模块310 的输入数据符号(例如，ec_data_in)，并将经过延迟后的数据符号发送给滤 波模块310。

图4是根据本发明的另一实施例的回声抵消器400的结构性示意图。回 声抵消器400是图2的回声抵消器200的例子。

回声抵消器400包括：滤波模块410、控制模块420、加权模块430、和 系数更新模块440。

控制模块420用于根据回声抵消器400需要使用的抽头的个数生成第一 控制信息。控制模块420确定回声抵消器400需要使用的抽头的个数的方法 与图3的控制模块320相同，在此不再赘述。

在根据线长信息确定回声抵消器400需要的抽头或阶数的个数之后，控 制模块420可以根据所确定的抽头的个数生成第一控制信息，第一控制信息 用于控制滤波模块410根据需要使用的抽头个数选择相应的抽头进行回声抵 消。与图3的控制模块不同的是，图4的控制模块420通过第一控制信息驱 动不同的选择器，以选择不同的抽头进行回声抵消。参见图4，控制模块420 控制选择器417和选择器419选择不同的抽头。

滤波模块410包括第一延迟寄存器组411、第二组延迟寄存412、第一 乘法器组413、第二乘法器组414、第一加法器415、第二加法器416、选择 器417、选择器419以及第三加法器418。第一延迟寄存器组411的输出端 引出的抽头连接到第一乘法器组413，第二延迟寄存器组412的输出端引出 的抽头连接到第二乘法器组414。第一乘法器组413的输出端连接到第一加 法器415的输入端，第二乘法器组414的输出端连接到第二加法器416的输 入端。第一延迟寄存器组411中的第一个延迟寄存器D的输入端接收数据传 输系统的发送机发送的数据。每个延迟寄存器组可以包括相同数目的延迟寄 存器D，每个延迟寄存器组中的延迟寄存器串联连接，并且第一延迟寄存器 组411与第二组延迟寄存412串联连接。第一加法器415的输出端经过第一 选择器417连接到第三加法器418，第二加法器416的输出端经过第二选择 器419连接到第三加法器418。第一选择器417和第二选择器419受第一控 制信息的驱动。

例如，假设回声抵消器400共有150个延迟寄存器，第一延迟寄存器组 411和第二延迟寄存412各包括串联连接的75个延迟寄存器。当控制模块 420确定需要小于75阶的回声抵消器时，发送第一控制信息给选择器417 和选择器419，分别使选择器417导通且使选择器419关断，这样，参与滤 波运算的只有75个抽头。当控制模块420确定需要大于75阶的回声抵消器 时，发送第一控制信息给选择器417和选择器419，使选择器417和选择器 419均导通，这样参与运算的抽头为150个。

加权模块430与图3的加权模块330类似，在此不再赘述。与图3的实 施例不同的是，加权模块430接收加法器418的输出。

系数更新模块440可以采用最小均方(Least mean square，LMS)系数 更新算法，例如，基于LMS的系数更新公式为 C_k+1ⁱ=C_kⁱ+α*sli_e*sgn(ec_data_in)，其中，C_kⁱ代表第k时刻的第i阶系数，C_k+1ⁱ代表第k+1时刻的第i阶系数，α为系数更新步长；sgn代表取符号操作； 经过第一控制信息控制选择器417和选择器419选择回声抵消器的抽头之 后，可以只有部分或全部抽头参与滤波运算，同时，只需要更新参与滤波运 算的系数，例如，在本实施例中，当控制模块420确定需要小于75阶的回 声抵消器时，只需要更新75个滤波系数，在这种情况下，系数更新模块440 根据控制模块420发送的第三控制信息只更新75个滤波系数，例如，第三 控制信息可以为指示只需要更新75个滤波系数的信息，系数更新模块440 接收到第一控制信息之后，可以将不需要更新的滤波系数置为0或者不输出 这些滤波系数。

进一步，回声抵消器400还包括第三延迟寄存器组(Z^-m)450。第三 延迟寄存器组450与图3的第三延迟寄存器组450类似，在此不再赘述。

应理解，第一延迟寄存器组411与第二延迟寄存器组412之间还可以串 联至少一个延迟寄存器组。例如，滤波模块410可以包括三个延迟寄存器组， 即第一延迟寄存器组411、第二延迟寄存器组412以及第一延迟寄存器组411 与第二延迟寄存器组412之间的一个延迟寄存器组。从每个延迟寄存器组输 出端引出的抽头连接到乘法器组，每个乘法器组的输出端连接到一个加法器 的输入端。这些加法器经过由控制模块420控制的选择器连接到另一加法器， 并由该另一加法器输出估计出的回声信号给加权模块430。每个延迟寄存器 组可以包括相同数目的延迟寄存器D，在每个延迟寄存器组中，延迟寄存器 串联连接，并且每个延迟寄存器组串联连接。

图5是根据本发明的另一实施例的回声抵消器500的结构性示意图。回 声抵消器500是图2的回声抵消器200的例子。

回声抵消器500包括：滤波模块510、控制模块520、加权模块530、和 系数更新模块540。

控制模块520用于根据回声抵消器500需要使用的抽头的个数生成第一 控制信息。控制模块520确定回声抵消器500需要使用的抽头的个数的方法 与图3的控制模块320相同，在此不再赘述。

在根据线长信息确定回声抵消器500需要的抽头或阶数的个数之后，控 制模块520可以根据所确定的抽头的个数生成第一控制信息，第一控制信息 用于控制滤波模块510根据需要使用的抽头个数选择相应的抽头进行回声抵 消。与图3的控制模块320不同的是，图5的控制模块520通过第一控制信 息驱动选择器，以选择不同的抽头进行回声抵消。参见图5，控制模块520 控制选择器516选择不同的抽头。

滤波模块510包括第一延迟寄存器组511、第二组延迟寄存512、第一 乘法器组513、第二乘法器组514、加法器515、选择器516。第一延迟寄存 器组511的输出端引出的抽头连接到第一乘法器组513，第二延迟寄存器组 512的输出端引出的抽头连接到第二乘法器组514。第一乘法器组513的输 出端和第二乘法器组514的输出端连接到加法器515的输入端。第一延迟寄 存器组511中的第一个延迟寄存器D的输入端接收数据传输系统的发送机发 送的数据。每个延迟寄存器组可以包括相同数目的延迟寄存器D，每个延迟 寄存器组中的延迟寄存器串联连接，并且第一延迟寄存器组511与第二组延 迟寄存512串联连接。第一选择器515受第一控制信息的驱动。

例如，假设回声抵消器500共有150个延迟寄存器，第一延迟寄存器组 511和第二延迟寄存512各包括串联连接的75个延迟寄存器。当控制模块 520确定需要小于75阶的回声抵消器时，发送第一控制信息给选择器516， 使选择器516关断，这样，参与滤波运算的只有75个抽头。当控制模块520 确定需要大于75阶的回声抵消器时，发送第一控制信息给选择器516，使选 择器516导通，这样参与运算的抽头为150个。

加权模块530与图3的加权模块330类似，在此不再赘述。与图3的实 施例不同的是，加法器515的输出端连接到加权模块530的输入端。

系数更新模块540可以采用最小均方(Least mean square，LMS)系数 更新算法，例如，基于LMS的系数更新公式为 C_k+1ⁱ=C_kⁱ+α*sli_e*sgn(ec_data_in)，其中，C_kⁱ代表第k时刻的第i阶系数，C_k+1ⁱ代表第k+1时刻的第i阶系数，α为系数更新步长；sgn代表取符号操作； 经过第一控制信息控制选择器516选择回声抵消器的抽头之后，可以只有部 分或全部抽头参与滤波运算，同时，只需要更新参与滤波运算的系数，例如， 在本实施例中，当控制模块520确定需要小于75阶的回声抵消器时，只需 要更新75个系数，在这种情况下，系数更新模块540根据控制模块520发 送的第三控制信息只更新75个滤波系数，例如，第三控制信息可以为指示 只需要更新75个滤波系数的信息，系数更新模块540接收到第一控制信息 之后，可以将不需要更新的滤波系数置为0或者不输出这些滤波系数。

进一步，回声抵消器500还包括第三延迟寄存器组(Z^-m)550。第三 延迟寄存器组550与图3的第三延迟寄存器组550类似，在此不再赘述。

应理解，第一延迟寄存器组511与第二延迟寄存器组512之间还可以串 联至少一个延迟寄存器组，相邻的两个延迟寄存器组之间可以连接选择器， 这些选择器接收控制模块520的控制，以选择不同组的抽头参与滤波运算。 例如，滤波模块510可以包括三个延迟寄存器组，即第一延迟寄存器组511、 第二延迟寄存器组512以及第一延迟寄存器组511与第二延迟寄存器组512 之间的一个延迟寄存器组。从每个延迟寄存器组输出端引出的抽头连接到一 个乘法器组，所有乘法器的输出端连接到加法器515的输入端。每个延迟寄 存器组可以包括相同数目的延迟寄存器D，在每延迟寄存器组中，延迟寄存 器串联连接，并且每延迟寄存器组串联连接。

图6是根据本发明的另一实施例的回声抵消器600的结构性示意图。回 声抵消器600是图2的回声抵消器200的例子。

回声抵消器600包括：滤波模块610、控制模块620、加权模块630和 系数更新模块640。

控制模块620用于根据回声抵消器600需要使用的抽头的个数生成第一 控制信息。控制模块620确定回声抵消器600需要使用的抽头的个数的方法 与图3的控制模块320相同，在此不再赘述。

在根据线长信息确定回声抵消器600需要的抽头或阶数的个数之后，控 制模块620可以根据所确定的抽头的个数生成第一控制信息，第一控制信息 用于控制滤波模块610根据需要使用的抽头个数选择相应的抽头进行回声抵 消。与图3的控制模块320不同的是，图6的控制模块620通过第一控制信 息驱动不同的选择器，以选择不同的抽头进行回声抵消。参见图6，控制模 块620控制选择器组612选择不同的抽头。

滤波模块610包括第一延迟寄存器组611、乘法器组613、加法器614、 选择器组612。第一延迟寄存器组611的输出端引出的抽头连接到第一乘法 器组613。乘法器组613的输出端连接到加法器614的输入端。第一延迟寄 存器组611中的第一个延迟寄存器D的输入端接收数据传输系统的发送机发 送的数据。第一延迟寄存器组中的延迟寄存器串联连接。选择器组612受第 一控制信息的驱动。

例如，假设回声抵消器600共有150个延迟寄存器。当控制模块620确 定需要小于75阶的回声抵消器时，发送第一控制信息给选择器组613，使得 前75个选择器导通，后75个选择器关断，这样，参与滤波运算的只有75 个抽头。

加权模块630与图3的加权模块330类似，在此不再赘述。与图3的实 施例不同的是，加法器614的输出端连接到加权模块630的输入端。

系数更新模块640可以采用最小均方(Least mean square，LMS)系数 更新算法，例如，基于LMS的系数更新公式为 C_k+1ⁱ=C_kⁱ+α*sli_e*sgn(ec_data_in)，其中，C_kⁱ代表第k时刻的第i阶系数，C_k+1ⁱ代表第k+1时刻的第i阶系数，α为系数更新步长；sgn代表取符号操作； 经过第一控制信息控制选择器组612选择回声抵消器的抽头之后，可以只有 部分或全部抽头参与滤波运算，同时，只需要更新参与滤波运算的系数，例 如，在本实施例中，当控制模块620确定需要小于75阶的回声抵消器时， 只需要更新75个系数，在这种情况下，系数更新模块640根据控制模块620 发送的第三控制信息只更新75个滤波系数，例如，第三控制信息可以为指 示只需要更新75个滤波系数的信息，系数更新模块640接收到第一控制信 息之后，可以将不需要更新的滤波系数置为0或者不输出这些滤波系数。

进一步，回声抵消器600还包括第三延迟寄存器组(Z^-m)650。第三 延迟寄存器组650与图3的第三延迟寄存器组650类似，在此不再赘述。

图7是根据本发明的另一实施例的单个抽头的乘法器的实现框图。

EC中的单个抽头的乘法器的操作使用移位来完成。coef[9:0]为乘法器的 系数。ec_tap[2:0]为延迟寄存器输出的值，即3比特的PAM-5编码信号，取 值为0，±1，±2。PAM-5编号与线路信号电平的对应关系如表1所示：

  PAM-5编码   线路信号电平   001   +1   010   +2   111   -1

  000   0   110   －2

例如，如果ec_tap[2:0]=3’b010，即ec_tap[0]＝0，ec_tap[1]＝1和ec_tap[2] ＝0，对于则选择器730和选择器640的‘0’支路被选中，选择器720的‘0’ 以及选择器710的‘10’支路被选中，选择器710的‘10’支路中的coef[9:0] 左移了一位实现乘2的操作。选择器730和选择器740后面的左移4位用于 定点运算的定标。

图8是根据本发明的实施例的另一实施例的回声抵消的方法。

810，根据回声抵消器需要使用的抽头的个数生成第一控制信息，第一 控制信息用于选择该回声抵消器需要使用的抽头。

820，根据第一控制信息选择该回声抵消器需要使用的抽头，通过所选 择的抽头估计数据传输系统中的回声，以便使用所估计出的回声抵消该数据 传输系统中的回声。

本发明的实施例可以根据该回声抵消器需要使用的抽头的个数生成控 制信息，并且根据该控制信息选择该回声抵消器需要使用的抽头，使得回声 抵消器能够在短线模式下选择较少的抽头进行工作，从而降低了系统的功 耗。

在810中，可以根据该数据传输系统的传输线的线长确定该回声抵消器 需要使用的抽头的个数，并且根据回声抵消器需要使用的抽头的个数生成第 一控制信息，其中所确定的抽头的个数与该传输线的线长成正比。

在820中，可以将从该数据传输系统的发送机发送的数据输入到串联连 接的M个延迟寄存器中的第一个延迟寄存器；根据第一控制信息选择该串 联连接的M个延迟寄存器中的第K个延迟寄存器引出的抽头连接到串联连 接的N个延迟寄存器中的第一个延迟寄存器的输入端；分别将选择的第K 个延迟寄存器引出的抽头的输出和该N个延迟寄存器引出的抽头的输出乘 以N+1个滤波系数得到N+1个乘积；累加该N+1个乘积得到该估计出的回 声，其中该确定的抽头的个数为N+K。

可选地，作为另一实施例，图8的方法还包括：向判决器发送上述估计 出的回声，以便该判决器根据上述估计出的回声确定误差信号；根据该误差 信号更新该N+1个滤波系数。

根据本发明的实施例，在该回声抵消器的抽头的个数小于等于N的情况 下，通过生成第一控制信息来指示选择该M个延迟寄存器中的第一个延迟 寄存器的输入端连接到该N个延迟寄存器中的第一个延迟寄存器的输入端。

可选地，作为另一实施例，在820中，可以将从该数据传输系统的发送 机发送的数据输入到串联连接的至少一个第一延迟寄存器组；将上述至少一 个第一延迟寄存器组中的每个第一延迟寄存器组引出的抽头输出的数据乘 以相应的滤波系数并且进行累加得到至少一个第一累加结果；根据第一控制 信息从上述至少一个第一累加结果选择相应的第一累加结果；累加所选择的 第一累加结果得到该估计出的回声。

可选地，作为另一实施例，在820中，可以将从该数据传输系统的发送 机发送的数据输入到串联连接的第一延迟寄存器组和至少一个第二延迟寄 存器组；根据第一控制信息从上述至少一个第二延迟寄存器组的输出端引出 的抽头中选择相应的第二延迟寄存器组的输出端引出的抽头；累加所述第一 延迟寄存器组的输出引出的抽头和所选择的第二延迟寄存器组的输出端引 出的抽头输出的数据得到该估计出的回声。

可选地，作为另一实施例，在820中，可以将从该数据传输系统的发送 机发送的数据输入到串联连接的第一延迟寄存器组；根据第一控制信息从该 串联连接的第一延迟寄存器组中选择S个延迟寄存器的输出端引出的抽头； 分别将所选择的S个延迟寄存器的输出端引出的抽头输出的数据乘以S个滤 波系数得到S个乘积；累加该S个乘积得到该估计出的回声。

可选地，作为另一实施例，图8的方法还包括：向判决器发送上述估计 出的回声，以便该判决器根据上述估计出的回声确定误差信号；根据传输线 的线长生成第三控制信息；根据第三控制信息选择需要更新的滤波系数的个 数，并且根据该误差信号更新该需要更新的滤波系数。

可选地，作为另一实施例，图8的方法还包括：根据该传输线的线长生 成第二控制信息，第二控制信息包括权重值；将该估计出的回声乘以该权重 值，其中该权重与该线长成反比。

可选地，作为另一实施例，图8的方法还包括：在该回声抵消器的输入 端设置多个延迟寄存器，以匹配该数据传输系统的发送机的模拟前端所引入 的延迟。

可选地，作为另一实施例，图8的方法还包括：在该数据传输系统的通 信双方工作前的训练阶段从该通信双方之一获取该线长的信息。

根据本发明的实施例根据传输线的不同线长，选择滤波器进行滤波运算 所采用的阶数，关闭不需要参加滤波运算的部分，从而降低功耗。根据本发 明的实施例还可以使与关闭滤波运行的部分相对应的系数更新部分也不工 作，以进一步降低功耗。另外，根据本发明的实施例将滤波运算结果加权后 与均衡器的滤波结果相加，使得回声抵消器的系数在精度和范围上得到最优 控制。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结 合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特 定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方 法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描 述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应 过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和 方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可 以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个 系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间 的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合 或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元 中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一 个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使 用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明 的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部 分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质 中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器， 或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前 述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、 随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可 以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应以权利要求的保护范围为准。