动态调节系统参数，提高回声与噪声消除性能

图3：新方法将回声与噪声消除与其它音频处理技术相集成
为了解决传统技术的局限性，我们开发出一种可提高无线音频质量的新方法（如图 3 所示）。新老方法的基本差异在于：新方法将回声消除、噪声消除与其它音频信号处理功能相集成，统一由新型全双工控制模块来控制。这种方法采用同一核心 NLMS 算法，不过拥有一些专门特性，这不仅能够充分发挥这种集成型方法特有的系统技术广度优势，还能动态调节系统参数，以便加速 NLMS 的重新整合。
全双工控制技术是新方法能够提高性能的关键所在。通过将无线通信设备的音频部分与最新数字信号处理技术相结合，就能采用非线性控制算法，就突发的环境变化做出调整，如背景中的关门声或用户拿电话的手突然做出什么手势或动作等。由于在主控制器下同时优化了不同控制算法，从而进一步提高了音质。最后，由于采用了更强大的信号处理架构，因此我们还能添加新功能，如在背景中填充自然发声的舒适噪声以补偿噪声背景的改变，避免出现噪声抽送 (noise pumping)。
将近端与远端音频路径所有关键元件的系统处理技术加以整合，进而优化通话两端的信号质量，这对前代 DSP 来说是非常困难的。近期推出的 DSP 在性能与高级片上存储器容量间实现了适当平衡，其算法的复杂程度与音频处理的集成度都足以适应不同音频元件快速优化的要求，有助于实现最佳无线话音质量。
新方法的工作原理
新方法用整个系统来了解当前工作环境的情况，并动态调节系统参数以获得最佳性能。分析与参数调节是集成式全双工控制的任务。全双工控制技术可评估近端与远端信号，首先确定信号目前是否处于工作状态，然后从不同角度评估信号质量。根据上述信息，全双工控制机制将对各模块进行全面的动态调节，以提高近端与远端信号的质量。
近端信号通道上的全双工控制机制控制着非线性处理器、回声消除器以及噪声消除器的参数，以降低回声和噪声。远端信号路径上的全双工控制机制控制着动态处理机制，调节音频信号，在降低扬声器非线性的同时提高音量输出。两个信号路径上都采用图形均衡器与音质增强技术。图形均衡器用于调节变送器（扬声器与扩音器），也可用于调节音频信号的频率特性。音质增强技术则用于调节音质，以实现最佳的话音清晰度。
使用这种系统技术的特点在于，全双工控制技术采用系统了解到的环境信息实现了更高音量与更低回声，并能快速适应不断变化的环境。
设计新型音频处理系统
新型音频处理系统的集成度大幅提高，这给我们提出了一系列设计挑战。首先，我们应找到一种适当的 DSP，在为新设计提供所需高性能的同时，提供适当的编程环境，以支持复杂度较传统回声与噪声消除技术高得多的设计，从而能够缩短移动通信系统的设计周期。
例如，德州仪器 (TI) 的 C5000 DSP 平台就实现了处理性能与大容量片上存储器的优化组合，有助于降低片外存储器的工作强度，减少处理器的负担。架构的选择是非常重要的，该架构不仅要针对音频处理进行优化，而且要包含丰富的器件，从而实现领先节电特性、丰富外设选择与小型封装的完美结合。TI 拥有广泛的第三方开发商网络，可提供多样化的产品，有助于 OEM 与 ODM 厂商添加 MP3 与 WMA 文件的音频流、蓝牙、话音识别、电话簿下载等特性。
开发工作采用基于模型的设计方法，能就多个设备的复杂声音行为进行建模，并就设备环境生成测试矢量。我们用 MathWorks 的 Simulink来设计与开发有关模型。设计人员可用 C 代码创建自主算法模块，并集成到仿真环境中用于测试。
工程师只需编写相应脚本，描述典型工作情况，即可利用软件提供的模型仿真回声与噪声消除系统的性能。这种方法使我们能评估多种设计方案，进一步了解性能，同时还能节省设计时间与成本。设计人员能快速修改模型，观察性能变化，从而快速优化设计方案，实现最佳音频性能。
工程师对系统仿真结果感到满意后，就能针对 TMS320C5000™ DSP 平台生成 C 语言二进制代码。我们用 Code Composer Studio™ 集成式开发环境能很方便地创建二进制对象代码，在对二进制影像进行测试同时，对其源代码进行调试，从而帮助工程师方便地调试设计方案。建模技术与 Code Composer Studio 目标支持相结合使工程师能在实际硬件上用仿真输入来验证设计方案的性能有效性。随后，他们还能用独立于仿真模型的实时音频输入输出来做进一步微调，在评估中对代码作进一步优化。
回声消除和噪声消除能否实现最佳性能，取决于系统解决方案能否动态适应于不断变化的环境。系统参数的动态调节应快速响应于环境的变化，避免间歇性回声和噪声干扰电流生成技术。只有采用良好的建模环境，才能做好上述解决方案的测试工作。成功的终端产品的关键在于选择适当的 DSP 技术，不仅要提供强大的信号处理功能，还要提供开发基础局端，以确保在一定时间内适时向市场投放产品。