Yo tenía este mismo problema con un 4S hasta hoy. Esto es lo que hice:
He instalado Skype y Google Hangouts en el 4S para comprobar si este problema se produce con cualquier aplicación de llamadas o sólo con GSM. Hice llamadas con Skype y Hangouts a través de WiFi y no tuve ningún problema.
Así que tenía un amigo con un 4S sin tales problemas y me prestó su tarjeta SIM para una prueba. Llamé a su número desde mi 4S y no tuve problemas de eco. Volví a poner la mía y volvió el eco. Para asegurarme, lo repetí un par de veces. Mi SIM tenía eco, la suya no.
Así que fui a la tienda de mi proveedor y solicité una nueva SIM. El problema desapareció.
Espero que esto ayude a la gente que ha probado todo lo demás sin resultados. Por qué la SIM causó esto está más allá de mí.