一种数字对讲机误包的处理方法及系统与流程

1.本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种数字对讲机误包的处理方法及系统。


背景技术：

2.数字对讲机与模拟对讲机的主要区别在于其使用数字技术对语音信息进行编码、调制、解调和译码，以及采用数字信号处理算法对语音信号进行降噪、压缩等处理。数字对讲机传输的信号相对模拟对讲机更加稳定，且具有更好的抗干扰性能，能够提供更好的语音质量。
3.数字对讲机在发送端将采集到的语音信号经过数字信号处理算法进行降噪、压缩等处理后，通过编码调制后发射出去。接收端接收到信号后，先经过解调译码，再进行语音信号处理，最终通过dac播放出来。如果数据包校验完全正确，则接收端可以完全恢复发送端语音信号处理后的信息比特的所有信息，这样相当于语音信息经过空口没有任何改变，可以提供无失真的语音效果。
4.然而，对于译码校验错误的包由于无法判定错误bit的位置则会全部丢弃。这种情况下，虽然数字对讲机在传输过程中对噪声进行了一定的去除，但是丢包导致的语音信息的断续卡顿现象会降低语音质量。因此，在数字对讲机设计中，需要考虑如何提高数据包传输的成功率，以及如何在数据包传输失败时保证语音质量的稳定性。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，提供了一种数字对讲机误包的处理方法及系统，能够解决数字对讲卡顿的问题，并提升数字对讲传输的增益，提高传输效率和音质，使数字对讲机能够获得更好的语音体验。
6.本发明采用的技术方案如下：一种数字对讲机误包的处理方法，包括：
7.发送端将待发送的一段语音信号编码调制成一个数据传输单元，并将其重复编码调制n次，形成n个数据帧后依次发送至接收端；
8.接收端接收到n个数据帧后，逐一解调解码校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，并进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。
9.进一步的，所述数据传输单元包括语音信号的数据比特和用于校验的冗余比特。
10.进一步的，发送端重复编码调制次数取决于数字空口速率与压缩后语音速率的关系，其中，数字空口速率是压缩后语音速率的n倍，则重复编码调制n次。
11.进一步的，所述硬判决方法为：将所有数据帧解码后的语音信息累加，形成一个新的语音信号数据比特序列，并对每一位比特进行加权求和，得到总和值；若总和值大于设定阈值，则对累加结果进行判决，并将判决得到的结果不经过校验直接输出。
12.进一步的，所述设定阈值根据实际信道条件和误比特率进行调整。
13.本发明还提出了一种数字对讲机误包的处理系统，包括发送端与接收端，发送端
包括语音信号处理模块以及数字编码调制模块；接收端包括解调模块、解码校验模块以及硬判决模块；
14.其中，发送端完成语音信号处理后，数字编码调制模块对语音信号进行n次编码调制，形成n个数据帧依次发送至接收端；接收端通过依次解调模块、解码校验模块对n个数据帧进解调、解码以及校验，并根据校验结果确定直接输出语音信号还是经硬判决模块判决后再输出。
15.进一步的，所述语音信号处理模块为adc。
16.进一步的，所述数字编码调制模块包括编码模块和调制模块，编码模块完成重复n次编码，再经调制模块调制后输出；其中，重复编码次数n为数字空口速率与压缩后语音速率的倍数。
17.进一步的，在接收端，对解码后的n个数据帧进行校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，再进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。
18.进一步的，硬判决模块工作过程为：获取累加后的语音信息，形成一个新的语音信号数据比特序列，对每一位比特进行加权求和，得到总和值；若总和值大于设定阈值，则对累加结果进行判决，并将判决得到的结果不经过校验直接输出。
19.与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
20.1.本发明采用数字传输编解码的方式，相比于模拟对讲机的方式，可以带来一定的增益，使得语音信号在空口传输中更加稳定、可靠。
21.2.本发明采用重复传输的方式，可以提高传输的可靠性。由于数字空口的吞吐率高于压缩后的语音的速率，所以可以将传输单元重复传输多次。接收端只要有校验正确的包，即可以该次结果为改语音信息对应结果。
22.3.在信噪比相对较高的情况下(没有到灵敏度时)，即便译码结果校验错误，仍然存在有信息量(误比特率大于50％，即存在有效信息)。这是因为译码结果的误比特率随着信噪比的降低而升高，而在语音这一特殊的应用中，即便语音信息没有完全无失真的传输，由于人耳的分辨能力较低，后续的语音处理也可以采用降噪的方式进行处理，因此少量的错误bit信息相比于一个数据单元由于校验失败丢弃而言，对语音的连续性影响较小，反而可以保证语音的连续性。
23.4.本发明对于多次传输后译码结果即便错误的情况，也可以通过累加后的硬判决进行抵消噪声带来的增益，从而保证语音信号的清晰度和可靠性。
附图说明
24.图1为本发明提出的数字对讲机误包的处理示意图。
25.图2为本发明一实施例中编码调制示意图。
26.图3(a)-图3(c)为本发明一实施例中硬判决过程示意图。
具体实施方式
27.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
28.为了提高数字对讲机的语音传输质量，解决数字对讲卡顿的问题，并提升数字对讲传输的增益，提高传输效率和音质，使数字对讲机能够获得更好的语音体验。本发明实施例提出了一种数字对讲机误包的处理方法，具体包括：
29.发送端将待发送的一段语音信号编码调制成一个数据传输单元，并将其重复编码调制n次，形成n个数据帧后依次发送至接收端；
30.接收端接收到n个数据帧后，逐一解调解码校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，并进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。
31.最终，将得到的语音信号数据比特序列直接输出到下一级语音处理。
32.本实施例中，数据传输单元包括有语音信号的数据比特和用于校验的冗余比特，相应的，每一帧数据帧都包含有语音信号的数据比特和用于校验的冗余比特。
33.由于数字空口的吞吐率高于压缩后的语音的速率，因此该传输单元可以重复传输多次。即发送端重复编码调制次数取决于数字空口速率与压缩后语音速率的关系，本实施例中，数字空口速率是压缩后语音速率的n倍，则重复编码调制n次。
34.需要说明的是，对于校验失败的数据，在本实施例中并不会丢弃，而是用于后续硬判决。在信噪比相对较高的情况下(没有到灵敏度时)，即便译码结果校验错误，仍然存在有信息量(误比特率大于50％，即存在有效信息)。这是因为译码结果的误比特率随着信噪比的降低而升高，而在语音这一特殊的应用中，即便语音信息没有完全无失真的传输，由于人耳的分辨能力较低，后续的语音处理也可以采用降噪的方式进行处理，因此少量的错误bit信息相比于一个数据单元由于校验失败丢弃而言，对语音的连续性影响较小，反而可以保证语音的连续性。
35.因此，如果所有n个数据帧解码后的校验都失败，则将所有n次解码后的信息累加起来，形成一个新的语音信号数据比特序列。这个序列表示了该传输单元的语音信息，但它可能存在一定数量的错误比特。为了减小这些错误比特的影响，可以在解码过程中将数据比特累加。本实施例中，将所有数据帧解码后的语音信息累加，形成一个新的语音信号数据比特序列，并对每一位比特进行加权求和，得到总和值；若总和值大于设定阈值，则对累加结果进行判决，并将判决得到的结果不经过校验直接输出。其中，由于译码结果的误比特率随着信噪比的降低，误比特率会升高。
36.在实际应用中，设定阈值可以根据实际信道条件和误比特率进行调整。
37.为了进一步阐述本发明提出的方案，以一个简单的语音信号且以wiota为数字传输协议传输为例进行说明：
38.假设发送端生成一段语音信号，进行采样和编码处理，得到一个数据传输单元。发送端将三个传输单元分别进行编码调制，得到三个数字信号，具体可参见图2。发送端将三个数字信号通过wiota数字空口发送给接收端。
39.接收端收到三个数据信号，并将他们分别解调解码得到如图3(a)所示的解码结果，对解码结果进行校验，若任一信号校验通过则直接输出；若均校验失败则接收端将三个
译码结果进行累加，得到如图3(b)所示的累加结果。接收端将累加结果进行硬判决，硬判决取决于相加信息本身，若为二元域，多个数据bit相加仍然是0/1，若不为二元域，则按照gf(x)域的加法相加，得到认为原本域内结果。本示例中，将(0,1)判别为0，(2,3)判别为1(该例为gf(2)的二元域，那么多个01相加还是01)，得到如图3(c)所示的最终的语音信息。
40.经过降噪处理后，最终的语音信号可以被正确还原，那么接下来可以对这段语音信号进行处理，如语音识别、语音合成等应用。本发明通过数字传输编解码、重复传输和累加硬判决等方式，可以有效地提高语音信号在wiota数字空口传输过程中的稳定性和连续性，使得后续的语音处理模块能够更加准确地进行处理。
41.同时，本发明还提出了一种数字对讲机误包的处理系统，包括发送端与接收端，发送端包括语音信号处理模块以及数字编码调制模块；接收端包括解调模块、解码校验模块以及硬判决模块；
42.其中，发送端完成语音信号处理后，数字编码调制模块对语音信号进行n次编码调制，形成n个数据帧依次发送至接收端；接收端通过依次解调模块、解码校验模块对n个数据帧进解调、解码以及校验，并根据校验结果确定直接输出语音信号还是经硬判决模块判决后再输出。
43.本实施例中，语音信号处理模块为adc。
44.数字编码调制模块包括编码模块和调制模块，编码模块完成重复n次编码，再经调制模块调制后输出；其中，重复编码次数n为数字空口速率与压缩后语音速率的倍数。
45.在信噪比相对较高的情况下(没有到灵敏度时)，即便译码结果校验错误，仍然存在有信息量(误比特率大于50％，即存在有效信息)，因此，在接收端，对解码后的n个数据帧进行校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，再进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。
46.具体的，硬判决模块工作过程为：获取累加后的语音信息，形成一个新的语音信号数据比特序列，对每一位比特进行加权求和，得到总和值；若总和值大于设定阈值，则对累加结果进行判决，并将判决得到的结果不经过校验直接输出。
47.实施例1
48.本实施例提出了一种数字对讲机误包的处理方法，包括：
49.发送端将待发送的一段语音信号编码调制成一个数据传输单元，并将其重复编码调制n次，形成n个数据帧后依次发送至接收端；
50.接收端接收到n个数据帧后，逐一解调解码校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，并进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。
51.实施例2
52.在实施例1的基础上，本实施例中数据传输单元包括语音信号的数据比特和用于校验的冗余比特。
53.实施例3
54.在实施例1的基础上，本实施例中发送端重复编码调制次数取决于数字空口速率与压缩后语音速率的关系，其中，数字空口速率是压缩后语音速率的n倍，则重复编码调制n次。
55.实施例4
56.在实施例1的基础上，本实施例中所述硬判决方法为：将所有数据帧解码后的语音信息累加，形成一个新的语音信号数据比特序列，并对每一位比特进行加权求和，得到总和值；若总和值大于设定阈值，则对累加结果进行判决，并将判决得到的结果不经过校验直接输出。
57.实施例5
58.在实施例4的基础上，本实施例中所述设定阈值根据实际信道条件和误比特率进行调整。
59.实施例6
60.本实施例还提出了一种数字对讲机误包的处理系统，包括发送端与接收端，发送端包括语音信号处理模块以及数字编码调制模块；接收端包括解调模块、解码校验模块以及硬判决模块；
61.其中，发送端完成语音信号处理后，数字编码调制模块对语音信号进行n次编码调制，形成n个数据帧依次发送至接收端；接收端通过依次解调模块、解码校验模块对n个数据帧进解调、解码以及校验，并根据校验结果确定直接输出语音信号还是经硬判决模块判决后再输出。
62.实施例7
63.在实施例6的基础上，本实施例中所述语音信号处理模块为adc。
64.实施例8
65.在实施例6的基础上，本实施例中数字编码调制模块包括编码模块和调制模块，编码模块完成重复n次编码，再经调制模块调制后输出；其中，重复编码次数n为数字空口速率与压缩后语音速率的倍数。
66.实施例9
67.在实施例6的基础上，本实施例中在接收端，对解码后的n个数据帧进行校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，再进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。
68.实施例10
69.在实施例9的基础上，本实施例中硬判决模块工作过程为：获取累加后的语音信息，形成一个新的语音信号数据比特序列，对每一位比特进行加权求和，得到总和值；若总和值大于设定阈值，则对累加结果进行判决，并将判决得到的结果不经过校验直接输出。
70.通过上述实施例1～实施例10，可较好地实现本发明。
71.需要说明的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
72.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例
性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种数字对讲机误包的处理方法，其特征在于，包括：发送端将待发送的一段语音信号编码调制成一个数据传输单元，并将其重复编码调制n次，形成n个数据帧后依次发送至接收端；接收端接收到n个数据帧后，逐一解调解码校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，并进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。2.根据权利要求1所述的数字对讲机误包的处理方法，其特征在于，所述数据传输单元包括语音信号的数据比特和用于校验的冗余比特。3.根据权利要求1或2所述的数字对讲机误包的处理方法，其特征在于，发送端重复编码调制次数取决于数字空口速率与压缩后语音速率的关系，其中，数字空口速率是压缩后语音速率的n倍，则重复编码调制n次。4.根据权利要求1所述的数字对讲机误包的处理方法，其特征在于，所述硬判决方法为：将所有数据帧解码后的语音信息累加，形成一个新的语音信号数据比特序列，并对每一位比特进行加权求和，得到总和值；若总和值大于设定阈值，则对累加结果进行判决，并将判决得到的结果不经过校验直接输出。5.根据权利要求4所述的数字对讲机误包的处理方法，其特征在于，所述设定阈值根据实际信道条件和误比特率进行调整。6.一种数字对讲机误包的处理系统，其特征在于，包括发送端与接收端，发送端包括语音信号处理模块以及数字编码调制模块；接收端包括解调模块、解码校验模块以及硬判决模块；其中，发送端完成语音信号处理后，数字编码调制模块对语音信号进行n次编码调制，形成n个数据帧依次发送至接收端；接收端通过依次解调模块、解码校验模块对n个数据帧进解调、解码以及校验，并根据校验结果确定直接输出语音信号还是经硬判决模块判决后再输出。7.根据权利要求6所述的数字对讲机误包的处理系统，其特征在于，所述语音信号处理模块为adc。8.根据权利要求6或7所述的数字对讲机误包的处理系统，其特征在于，所述数字编码调制模块包括编码模块和调制模块，编码模块完成重复n次编码，再经调制模块调制后输出；其中，重复编码次数n为数字空口速率与压缩后语音速率的倍数。9.根据权利要求6所述的数字对讲机误包的处理系统，其特征在于，在接收端，对解码后的n个数据帧进行校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，再进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。10.根据权利要求9所述的数字对讲机误包的处理系统，其特征在于，硬判决模块工作过程为：获取累加后的语音信息，形成一个新的语音信号数据比特序列，对每一位比特进行加权求和，得到总和值；若总和值大于设定阈值，则对累加结果进行判决，并将判决得到的结果不经过校验直接输出。

技术总结
本发明提供了一种数字对讲机误包的处理方法及系统，包括：发送端将待发送的一段语音信号编码调制成一个数据传输单元，并将其重复编码调制N次，形成N个数据帧后依次发送至接收端；接收端接收到N个数据帧后，逐一解调解码校验，若任一数据帧校验正确，输出该数据帧的语音信息；若所有数据帧均校验错误，则累加所有数据帧解码后的语音信息，并进行硬判决，输出硬判决后的语音信息。本发明采用数字传输编解码的方式，使得语音信号在空口传输中更加稳定、可靠；采用重复传输的方式，可以提高传输的可靠性；通过累加后的硬判决进行抵消噪声带来的增益，从而保证语音信号的清晰度和可靠性。从而保证语音信号的清晰度和可靠性。从而保证语音信号的清晰度和可靠性。


技术研发人员：梁霄 傅渝 朱洁静 黎光洁
受保护的技术使用者：重庆御芯微信息技术有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/4