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1、无线通信系统:有/无线转接系统应用于综合 移动通信系统 疯狂代码 http:/CrazyC :http:/CrazyC 有/无线转接系统应用于综合移动通信系统该系统通过采用可靠语音检测技术将短波自适应跳频电台、 UHF超短波电台、VHF超短波电台和有线通信网经人工应答转接方式可靠连成体完成短波、超短波单工电台间 及短波、超短波单工电台和有线网间转信功能 有/无线转接系统可以工作于自动或操作员干预模式下完成短波、超短波、和有线通信网等信道的间转接 这里着重介绍系统实现关键技术对其它方面只作简要介绍说明 接口功能:单工电台接口(短波电台、短波声码、超短波电台和话务员接口)-包括音频信号输入/输出隔
2、离放 大和阻抗匹配、控制信号输入/输出隔离、PTT控制信号选择有线信道接口-包括音频信号 2/ 4线变换、有线输 入音频信号自动电平控制、讲话方识别、振铃信号检测、摘挂机和脉冲拨号 输入和状态指示功能:该功能由键盘、显示单元电路和450Hz振荡器电路实现 音频信号连接功能:由大于98模拟矩阵完成 利用可靠语音信号检测产生PTT控制信号 脉冲/双音多频拨号功能 系统控制单元接收键盘和信道接口传来信号按照指定方式更改系统工作状态改变各接口单元间模拟信号连 接方式及数字控制信号完成指定功能各单元接口模拟信号连接是通过单片机控制下816模拟矩阵来实现 系统中共有 8个模拟输入信号分别为:短波信道音频输
3、入信号HFR、超短波音频输入信号UHFR、声码器音 频输入信号VCR、有线信道输入信号TELR、话务员语音输入信号SVRR、语音延时输出信号VOXO、450Hz单 音信号SD和DTMF输出信号DTMFI 系统模拟输出信号共有 9个分别为:短波信道音频输出信号HFT、超短波信道输出信号UHFT、声码信道输出 信号VCT、有线信道输出信号TELT、第路话务员音频输出信号SVRT1、语音延时检测输入信号VOXI、第 2路话 务员音频输出信号SVRT2、有线信道DTMF信号输入DTMFT和超短波信道DTMF信号输入 考虑到将来扩充功能需要系统模拟输出信号构成了交换矩阵行信号模拟输入信号构成了交换矩阵列
4、信号 系统中数字信号分为控制信号和单工电台键控信号两部分控制信号均由单片机产生并通过I/O扩展接口输出 到相应电路单元单工电台键控信号包括有线语音键控信号、语音检测信号、超短波静音信号和话务员PTT键控 信号根据工作方式区别由这些信号经GAL芯片逻辑组合得到提供给单工短波电台所需PTT信号 可靠语音检测技术 进行可靠语音存在检测是实现单工电台入有线通信网及区别频段单工电台间实现转信基础早期般采用比较 简单能量检测思路方法对噪声很敏感只适用于高信噪比条件改进后些思路方法如过零率和自适应门限等虽然抗 噪声能力有了较大提高但是对于干扰强度大、类型复杂短波无线信道或存在强干扰噪声条件下战场有线信道仍
5、然难以适应随着DSP技术快速发展使利用语音频谱特征进行语音存在检测复杂算法得以实时实现为在强噪声环 境下进行可靠语音存在检测开辟了新途径在本系统中我们采用了在以TMS320C25DSP为核心实现基于谱相关语 音存在检测算法作为语音检测单元 采用该算法具有如下特点: * 对输入信号幅度不敏感 *延时时间较短可以在256ms内检测出语音是否存在 * 具有良好敏感度和精度可以在0dB以下噪声环境中可靠地检测出语音信号对大多数噪声类型不会发生误检 * 不会将正弦波误检为语音 上述特点基本满足有/无线转接系统对语音检测要求有效地改善了噪声环境下转信效果 有线信道和无线短波信道转信 在各种转接关系中有线信
6、道和无线短波信道间音频转接性能是转接控制系统性能水平重要标志是有/无线转 接系统设计过程中所需解决难点问题 该方式通过检测有线信道有无话音确定PTT状态(握键或释放)这种方式在实际应用中存在如下问题: * 侧音回波问题 由于 2/ 4线变换过程中出现不匹配在本地和远地形成侧音和回波使得语音检测装置检测到无线短波信道传 来语音信号造成短波讲话过程中PTT信号振荡无法进行转接 当前通常采用人工或自动均衡网络调整或自适应回波抵消技术来消除侧音和回波影响另外通过改造短波电 台增加PTT状态信令标志思路方法使语音检测装置在短波信道讲话时停止工作也可以克服侧音和回波造成影响 上述思路方法中人工或自动均衡网
7、络调整均会给使用方造成不便自适应回波抵消技术均衡算法在某些噪声 环境下会不收敛并且技术复杂功能单增加了设备成本PTT状态信令标志法虽然原理上简单可靠但是面临着对众 多短波电台改造并使其通用性下降 * 剪音问题 由于语音检测及PTT握键等造成延时使短波用户可能听不到有线用户开始讲话时几个音节降低了转接通信 效果通过调节语音检测灵敏度从定程度上可以使该问题得到改善但降低了语音检测抗噪声性能并且无法克服由 PTT延时造成剪音现象对有线语音信号进行可靠延时是解决该问题根本途径 * 干扰长发问题 在民用领域通过采取消侧音回波及语音延时技术就可以实现可靠有/无线转接但在军用野战通信中普通能量 检测或能量过
8、零率算法无法适应在强噪声环境下进行可靠话音检测将噪声识别为语音信号使PTT信号常有效无 法进行语音转接可靠语音检测算法是解决该问题根本途径实验表明语音谱分析加相关检测思路方法可以在强噪 声环境下进行可靠语音检测 在本方案中采用讲话方识别和谱相关语音检测相结合思路方法克服侧音回声和有线用户方强干扰环境对转 接造成影响具有经济可靠特点 讲话方识别电路通过 4点语音电平检测和噪声监测电路能够给出有线用户是否讲话初步指示该信号和谱相 关语音检测电路给出信号经定逻辑运算形成PTT控制信号设计逻辑关系如下: TXI = !VOX & TI & MOD0 & MOD1 # !VOX & MOD0 & BAC
9、K & MOD1 # !VOX & TI & MOD0 & !CTL1 # !VOX & MOD0 & BACK & !CTL1 # !VOX & TI & MOD1 & !CTL2 # !VOX & BACK & MOD1 & !CTL2 TXI=BACK -(a) PTT = I2 & !S0 & S1 # TXI & S0 & !S1 # !S0 & MPTT & !S1 -(b) 该系统控制单元使(a)式中MOD0=1MOD1=1；(b)式中S0=1S1=0进入有/无线模式 该介绍说明只有当受话方有话(TI=1)并且语音检测单元也给出语音存在信号时(VOX=0)有线语音键控信号 才有效
10、(TXI=1)但是只有当语音检测单元给出语音不存在信号时(VOX=1)有线语音键控信号才无效(TXI=0)而不 随讲话方识别结果而变化由此得出控制逻辑:只有谱相关语音检测电路和讲话方识别电路均给出有线用户讲话指 示时PTT信号才有效而只有当谱相关语音检测电路指示有线用户讲话结束时PTT信号才释放同时谱相关语音检测 电路还完成语音信号数字延时以克服剪音现象讲话方识别电路克服了侧音和回波对语音检测影响而谱相关语音 检测电路又消除了干扰噪声作用两方面结合起来形成了可靠PTT控制信号谱相关语音检测电路即具有克服剪音 语音延时功能又可以通过交换矩阵用于短波和超短波间转接过程充分发挥其作用降低了系统成本
11、有/无线转接系统软件Software是为了满足多种通信手段的间连接而设计其基本任务是识别各种输入信号控 制有关硬件电路完成转接关系并输出规定显示信息系统输入包括操作过程中按键输入和各信道远端呼叫请求输 出则体现为操作目实现和相应声光信号另外为了保证系统在移动通信系统电磁环境中正常运转软件Software中 必须采取抗干扰措施提高系统可靠性 本软件Software采用结构化设计思路方法把按键处理、呼叫处理、灯光指示、自动拆线分别作成模块彼此 通过组系统变量建立联系这组系统变量包含了接口控制、状态序号以及显示模式 3部分在不影响可读性前提下 还加入了系统重入、复位陷阱等措施 CPU选择89C51其
12、P0口完成地址译码并输出控制信号P1口采集键输入和呼叫信号计时中断0用作指示灯多 种闪烁模式信号发生器计时中断1放置监控体 芯片8255用于单片机接口扩展共提供PA,PB,PC 3个 8位并行口本系统将它们全部定义为输出方式输出控制 信号 芯片8816是主要转接执行器件芯片DS1232用作看门狗通过CPU控制 系统状态转换是通过查表操作完成软件Software中最复杂部分是按键处理本设计采用在有限范围内转移思 路方法即键输入和当前系统状态共同决定次态 确定按键后第步算出键编码作为查表变址当前状态序号和状态转移表首址相加做为基址,利用查表指令从 “状态转移表”中读出次态序号；第 2步以次态序号为变址参数表首址为基址从“参数表”中查出次态对应系 统变量；第 3步修改原来系统变量完成状态转移这样每次转移都以现状态为起点实现了在有限范围内(几个键就 有几种转移方向)转移目 按键处理模块后,接着执行自动拆线模块和呼叫处理模块先判断是否已存在连接如果有连接就停止当前呼叫 处理并禁止响应后续呼叫申请无连接时读入呼叫申请判断到有呼叫而且允许响应时(该信道未被激活)置 2008-12-14 21:34:21 疯狂代码 http:/CrazyC
