一种窄带无线数字语音时分双工对讲系统技术方案

本发明专利技术公开了一种窄带无线数字语音时分双工对讲系统，包括一个双向对讲系统，该双向对讲系统均包括一个用于控制整个系统的CPU控制模块、以及一个用于信号传输用的无线接收、发送模块，该无线接收、发送模块为对讲系统外接或者嵌入于对讲系统内部；还包括一个语音信号输入端、一个语音信号输出端、一个语音信号转换模块和一块控制主板，CPU控制模块安装于该控制主板上。本发明专利技术采用无线数字窄带技术，采用低于1G赫兹的载波频率，绕射能力强，通信距离远，另外，没有地域限制，使用不需要付费，实现双向通话。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信领域，具体涉及一种窄带无线数字语音时分双工对讲系统。
技术介绍
目前，ISM频段的远距离双向无线语音对讲由模拟语音方案占据市场主导地位，但是无线模拟语音方案频率利用率低、功耗大、体积大，而且无线模拟语音技术无法实现数传功能，在实际应用中往往需要传递除语音之外的数据信息。当前已有的双向无线数字语音技术主要有无线宽带语音（比如2.4G赫兹）和基于公网的无线语音技术两种。1.无线宽带语音载波频率高（常用2.4G，5G等），最大的缺点就是通信距离短，绕射能力弱，信号容易被物体阻挡；2.基于公网的无线语音技术固然可以解决通信距离问题，但是本身是基于公网的对讲技术，在公网覆盖不到的地方无法应用，而且费用高，需要持续付费。而且公网系统复杂，响应速度无法和ISM频段的对讲技术媲美。上述语音技术都有固有的缺陷，限制了应用场景，现在很多场合看不到无线语音的产品，比如楼宇对讲，还是有线对讲的天下。酒店、咖啡厅、饭店用的呼叫器只有单纯的响铃功能，不能对讲，作用非常有限。电梯对讲还是老旧的无线模拟对讲技术。1.无线模拟对讲需要双频点实现，一个频点接收，一个频点发送，频率利用率低，持续发射导致功耗大；2.无线数字宽带语音对讲，载波频率高，一般是2.4G，绕射能力差，通信距离短；3.基于公网的无线对讲技术，需要在有网络覆盖的区域才能使用，而且需要持续付费，响应速度慢。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种替换掉老旧的无线模拟语音对讲技术，同时大大拓宽无线语音对讲，特别是双向语音对讲的应用市场，采用无线数字窄带技术，采用低于1G赫兹的载波频率，绕射能力强，通信距离远，没有地域限制，使用不需要付费，可实现双向通信。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种窄带无线数字语音时分双工对讲系统，包括一个双向对讲系统，该双向对讲系统均包括一个用于控制整个系统的CPU控制模块、以及一个用于信号传输用的无线接收、发送模块，该无线接收、发送模块为对讲系统外接或者嵌入于对讲系统内部；还包括一个语音信号输入端、一个语音信号输出端、一个语音信号转换模块和一块控制主板，CPU控制模块安装于该控制主板上；控制主板上还包括一个回声消除模块，用自适应滤波器估计回声信号，从麦克的被污染的语音信号中减去该估计的回声信号，实现回声消除；一个语音编码器，用于对数据进行压缩编码，并将编码后的语音数据传输给空口协议层；一个语音解码器，用于对语音数据进行解码，空口协议层将语音数据传输给语音解码器，语音解码器解码完成传输给语音信号输出端；一个控制逻辑层，负责和空口协议层交换数据，通过串口实现人机接口，接收来自串口的命令，实现系统控制和系统状态显示；以及一个空口协议层，空中接口协议层为两个或者多个平等的设备之间传递信息服务，空口协议层分为三层，物理层、数据链路层以及呼叫控制层；控制逻辑层上设置有人机接口以及参考时钟，参考时钟是保证时隙对齐的基础，综合成本与精度的考虑。作为优选的技术方案，语音信号输入端包括设置于每个对讲系统内的咪头，而语音信号输出端为设置在于每个对讲系统内的喇叭。作为优选的技术方案，语音信号转换模块包括音频DAC转换电路以及音频ADC转换电路，音频DAC转换电路连接语音信号输出端，而音频ADC转换电路连接语音信号输入端，模拟信号经过音频ADC，变成数字语音信号，而音频DAC转换电路用于转换成模拟语音信号驱动喇叭。作为优选的技术方案，空口协议层连接无线接收和发送模块，空中接口协议栈垂直划分成控制面和用户面，控制面处理控制信息和短数据业务，用户面处理语音数据业务。作为优选的技术方案，采用单频点的时分复用技术，把时隙划分为接收时隙和发送时隙，进行语音数据的实时双向传输，从而实现双向对讲。作为优选的技术方案，语音双向通话过程中，以发起呼叫方或者是接收呼叫方的时隙为基准，对通信双方的时隙进行对齐。作为优选的技术方案，音频ADC转换电路的数字语音信号传输给回声消除模块，回声消除后将其数字语音信号传输给语音编码器进行压缩编码，从而实现无线窄带传输。作为优选的技术方案，所述参考时钟用高精度的恒温或者温度补偿晶体振荡器。作为优选的技术方案，所述人机接口采用串口之外的任何总线或者用LCD加键盘。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术用单频点，语音数据的接收和发送在不同的时隙完成，相对无线模拟双向对讲的持续发射，发射功耗明显变小，频率利用率高；2、采用无线数字窄带技术，采用低于1G赫兹的载波频率，绕射能力强，通信距离远；3、没有地域限，使用无需收费，本身就是双向通话。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术的整体系统方框图；图2为空中接口协议栈图3为回声消除模块流程图；图4为呼叫流程图；图5为点对点短数据发送流程图；图6为点对多点短数据发送流程图；图7为语音帧时隙同步示意图。图8为控制面帧结构；图9为用户面语音帧结构；图10为用户面特殊控制帧结构。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1-10所示，包括一个双向对讲系统，该双向对讲系统均包括一个用于控制整个系统的CPU控制模块、以及一个用于信号传输用的无线接收、发送模块，该无线接收、发送模块为对讲系统外接或者嵌入于对讲系统内部；还包括一个语音信号输入端、一个语音信号输出端、一个语音信号转换模块和一块控制主板，CPU控制模块安装于该控制主板上；控制主板上还包括一个回声消除模块，用自适应滤波器估计回声信号，从麦克的被污染的语音信号中减去该估计的回声信号，实现回声消除；一个语音编码器，用于对数据进行压缩编码，并将编码后的语音数据传输给空口协议层；一个语音解码器，用于对语音进行解码，空口协议层将语音数据传输给语音解码器，语音解码器解码完成传输给语音信号输出端；一个控制逻辑层，负责和空口协议层交换数据，通过串口实现人机接口，接收来自串口的命令，实现系统控制和状态显示；以及一个空口协议层，空中接口协议层为两个或者多个平等的设备之间传递信息服务，空口协议层分为三层，物理层、数据链路层以及呼叫控制层，如图2所示；控制逻辑层上设置有人机接口以及参考时钟，参考时钟是保证时隙对齐的基础，综合成本与精度的考虑。语音语音信号输入端包括设置于每个对讲系统内的咪头，而语音信号输出端为设置在于每个对讲系统内的喇叭。语音信号转换模块包括音频DAC转换电路以及音频ADC转换电路，音频DAC转换电路连接语音信号输出端，而音频ADC转换电路连接语音信号输入端，模拟信号经过音频ADC，变成数字语音信号，而音频DAC转换电路用于转换成模拟语音信号驱动喇叭，空口协议层双向连接无线接收和发送模块，空中接口协议栈垂直划分成控制面和用户面，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种窄带无线数字语音时分双工对讲系统，其特征在于：包括一个双向对讲系统，该双向对讲系统均包括一个用于控制整个系统的CPU控制模块、以及一个用于信号传输用的无线接收、发送模块，该无线接收、发送模块为对讲系统外接或者嵌入于对讲系统内部；还包括一个语音信号输入端、一个语音信号输出端、一个语音信号转换模块和一块控制主板，CPU控制模块安装于该控制主板上；控制主板上还包括一个回声消除模块，用自适应滤波器估计回声信号，从麦克的被污染的语音信号中减去该估计的回声信号，实现回声消除；一个语音编码器，用于对数据进行压缩编码，并将编码后的语音数据传输给空口协议层；一个语音解码器，用于对语音进行解码，空口协议层将语音数据传输给语音解码器，语音解码器解码完成传输给语音信号输出端；一个控制逻辑层，负责和空口协议层交换数据，通过串口实现人机接口，接收来自串口的命令，实现系统控制；以及一个空口协议层，空中接口协议层为两个或者多个平等的设备之间传递信息服务，空口协议层分为三层，物理层、数据链路层以及呼叫控制层；控制逻辑层上设置有人机接口以及参考时钟，参考时钟是保证时隙对齐的基础。

【技术特征摘要】
1.一种窄带无线数字语音时分双工对讲系统，其特征在于：包括一个双向对讲系统，该双向对讲系统均包括一个用于控制整个系统的CPU控制模块、以及一个用于信号传输用的无线接收、发送模块，该无线接收、发送模块为对讲系统外接或者嵌入于对讲系统内部；还包括一个语音信号输入端、一个语音信号输出端、一个语音信号转换模块和一块控制主板，CPU控制模块安装于该控制主板上；控制主板上还包括一个回声消除模块，用自适应滤波器估计回声信号，从麦克的被污染的语音信号中减去该估计的回声信号，实现回声消除；一个语音编码器，用于对数据进行压缩编码，并将编码后的语音数据传输给空口协议层；一个语音解码器，用于对语音进行解码，空口协议层将语音数据传输给语音解码器，语音解码器解码完成传输给语音信号输出端；一个控制逻辑层，负责和空口协议层交换数据，通过串口实现人机接口，接收来自串口的命令，实现系统控制；以及一个空口协议层，空中接口协议层为两个或者多个平等的设备之间传递信息服务，空口协议层分为三层，物理层、数据链路层以及呼叫控制层；控制逻辑层上设置有人机接口以及参考时钟，参考时钟是保证时隙对齐的基础。2.如权利要求1所述的窄带无线数字语音时分双工对讲系统，其特征在于：语音信号输入端包括设置于每个对讲系统内的咪头，而语音信号输出端为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵传金，
申请(专利权)人：深圳市大语科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44