CN101106779B - 一种数字通讯方法 - Google Patents

Abstract

一种数字通讯方法，应用在对讲机或手机/对讲机双模式机中，发送方以音频组合信号编码方案对数字数据序列进行编码，并且在等待随机时间间隔r后发送该数字数据序列；接收方以音频组合信号解码方案从接收到的音频信号中解码获得所述数字数据序列；其中，所述数字数据序列包含对讲机识别码，R1≤r≤R2，0＜R1＜R2。由于本发明采用了等待随机时间间隔r后再发送数据的策略，减少了对讲机的信号冲突的概率，并且通过对数字数据进行封装，使其包含消息类型、目的标识等字段，除实现使信号覆盖范围内的其它对讲机或手机/对讲机双模式机获知本机在线状态外，还起到下达操作指令等作用。

Description

一种数字通讯方法

技术领域

本发明涉及一种数字通讯方法，尤其涉及一种应用于对讲机或手机/对讲机双模式机中的数字通讯方法。

背景技术

目前最常用的无线语音通讯设备是手机和对讲机。使用手机进行语音通讯必须有网络的支持，根据网络制式的不同，手机可分为GSM(Global Systemfor Mobile communication，全球移动通讯系统)、CDMA(Code DivisionMultiple Access，码分多址)等多种类型。而对讲机由于具有无需网络支持、免费通话、可方便地进行一对多通话等优势，成为了一种重要的无线语音通讯设备。

由于对讲机具有上述优势，手机厂商开始将对讲机通讯模块和手机通讯模块结合在一起，构成手机/对讲机双模机，包含GSM/对讲机双模机、CDMA/对讲机双模机等多种类型。使用手机/对讲机双模机可以在没有网络支持的情况下进行免费的一对一或一对多通话，提高了可用性，降低了通讯成本。手机/对讲机双模机的出现，极大地拓展了对讲机的应用领域。

对讲机呼叫采用半双工通讯方式，在某个设定频率以广播形式发起呼叫。呼叫方按下发射键(PTT，Push To Talk)使对讲机进入发送状态，在此状态下发送语音信号，语音信号发送完毕后松开发射键，等待接收方的反馈；如果没有接收到任何反馈，呼叫方无法判断在信号覆盖范围内没有对讲机存在还是对讲机的持有人没有听到呼叫，只能不断重复上述按下发射键通话、松开发射键等待反馈的操作。也就是说，目前对讲机(包含手机/对讲机双模机)中，都缺少一种使信号覆盖范围内的所有对讲机相互获知在线状态的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中对讲机通讯方法的不足，提出一种可使信号覆盖范围内的对讲机或手机/对讲机双模式机相互获知在线状态的数字通讯方法。

为了解决上述问题，本发明提出一种数字通讯方法，应用在对讲机或手机/对讲机双模式机中，其特征在于，发送方以音频组合信号编码方案对数字数据序列进行编码，并且在等待随机时间间隔r后发送该数字数据序列；接收方以音频组合信号解码方案从接收到的音频信号中解码获得所述数字数据序列；其中，所述数字数据序列包含对讲机识别码，R1≤r≤R2，0＜R1＜R2。

此外，所述音频组合信号编码方案和解码方案为DTMF信令。

此外，发送方在需要发送所述数字数据序列时，进行如下操作：

a)将所述数字数据序列以特定的格式进行封装；

b)生成所述随机时间间隔r，启动时间长度为r的定时器；

c)该定时器到期时，将上述封装的数字数据序列采用所述音频组合信号编码方案进行编码并发送。

此外，所述接收方进行如下操作：

A)在接收到的音频信号中连续搜索所述编码的音频组合信号，将其转换为数字数据序列；

B)根据所述格式从上述数字数据序列中获取所述对讲机识别码。

此外，所述步骤a)之前还包含如下步骤：设置对讲机识别码和所述R1、R2值。

此外，所述随机时间间隔r为以本对讲机识别码和/或当前时间为种子生成的随机数。

此外，所述数字数据序列格式为该数字数据序列中包含以下字段：消息类型，目的标识；其中目的标识为指定的所述数字数据序列接收方的对讲机识别码或广播标识。

此外，所述数字数据序列中还包含以下字段：消息长度，源标识和附加数据。

此外，在所述步骤A)中，以改进的Goertzel算法搜索所述编码的音频组合信号。

此外，在所述步骤a)之后将步骤b)和步骤c)依序重复执行n次，n＞1。

由于本发明采用了等待随机时间间隔r后再发送数据的策略，减少了对讲机的信号冲突的概率，并且通过对数字数据进行封装，使其包含消息类型、目的标识等字段，除实现使信号覆盖范围内的其它对讲机或手机/对讲机双模式机获知本机在线状态外，还起到下达操作指令等作用。

附图说明

图1是本发明实施例使用对讲机进行数字通讯的方法流程图；

图2是对讲机消息封装结构示意图；

图3为DTMF编码与高低频音频信号的对应关系示意图。

具体实施方式

为了克服对讲机语音通讯功能上的局限性，本发明在对讲机中采用DTMF信令将包含本机识别码的数字数据进行编码并发送，以实现信号覆盖范围内的其它对讲机获知本机在线状态的目的。

下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

图1是本发明实施例使用对讲机进行数字通讯的方法流程图。本发明的数字通讯方法分为：初始化流程，发送流程和接收流程。具体包含如下步骤：

初始化流程：

101：为对讲机设置对讲机识别码，用于唯一标识该对讲机；

对讲机识别码可以是数字序列、字符序列或数字、字符混合序列；为了便于用户识别，还可为对讲机设置一个对讲机名称。

对于手机/对讲机双模机，可以将手机模块使用的电话号码作为对讲机识别码，将该电话号码的所有者姓名作为对讲机名称。

102：初始化数字信号发送参数，该参数包含：随机时间间隔区间[R1，R2]。

随机时间间隔区间[R1，R2]用于定义随机时间间隔r的取值范围，R1为区间下限值，R2为区间上限值，即：R1≤r≤R2，其中0＜R1＜R2。

发送流程：

103：以特定的通讯协议(格式)封装需发送的消息(数字数据序列)，该消息中包含本对讲机识别码；

如图2所示，对讲机发送的消息包含如下字段：消息类型，消息长度，源标识，目的标识和附加数据。其中：

消息类型为固定长度字段，表示该消息的类型，例如：用“#001”为在线通知消息等。

消息长度为固定长度字段，表示消息的总长度。

源标识为固定长度字段，表示消息发送方的对讲机识别码。

目的标识为固定长度字段，用于标识消息的接收方。

附加数据字段为非固定长度字段，为该消息所包含的数据。

104：生成随机时间间隔r，R1≤r≤R2，启动时间长度为r的定时器；

随机时间间隔r可以是以本对讲机识别码和/或当前时间为种子生成的随机数。

105：定时器到期时，将待发送的消息采用音频组合信号编码方案进行编码并发送；

上述音频组合信号编码方案就是以两个或多个单音频信号标识一个数字信号单位(数字或符号)。本实施例中，采用DTMF(Dual ToneMulti-Frequency，双音多频)信令作为编解码方案。

DTMF信令主要用于在按键式电话机与交换机之间传递电话号码，由于其提供更高的拨号速率，因此迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令，目前DTMF信令已广泛应用于多个领域。

图3为DTMF编码与高低频音频信号的对应关系示意图。如图3所示，DTMF编码包含如下数字信号单位：1，2，3，4，5，6，7，8，9，0，A，B，C，D，*，#；各数字信号单位由高频信号：1209Hz，1336Hz，1477Hz，1633Hz中的一个和低频信号697Hz，770Hz，852Hz，941Hz中的一个组合而成。即用一个高频音频信号和低频音频信号的叠加信号标识一个数字信号单位。例如：用频率为1209Hz和697Hz的音频信号的叠加信号表示“1”；用频率为1633Hz和852Hz的音频信号的叠加信号表示“C”。

在采用DTMF信令发送消息时，发送端的DTMF编解码器将待发送消息编码成对应的组合音频信号并发送；

关于DTMF信令及相应的编码算法的细节请参见相关文档。

接收流程：

106：接收端的编解码器采用改进的Goertzel(戈策尔)算法在接收到的信号中连续搜索以DTMF信令编码的音频组合信号，并将搜索获得的音频组合信号转换成对应的数字数据序列(消息)；

关于Goertzel算法的细节请参见相关文档。

107：从上述数字数据序列中获取消息中的各字段：消息类型，消息长度，源标识，目的标识和附加数据；

消息类型分为状态通知和操作指令两大类；其中：状态通知包括：在线状态通知，(准备)离线通知，繁忙状态通知等；操作指令表示发送方要求接收方进行的操作，如要求更新状态列表等。

目的标识分为单播标识和广播标识两类。单播标识为某一对讲机识别码，表示该消息的接收方；广播标识为一个特殊字符/数字组合，用于标识所有对讲机，例如，可使用长度与对讲机识别码相同，每一位都是“0”字符的字符串表示接收方为所有对讲机，即当前消息为广播消息。

附加数据中包含接收方进行相应操作所需的数据，例如：消息类型为更新状态列表时，附加数据为发送方保存的对讲机状态列表，接收方根据该列表进行状态更新操作。

108：接收方对接收到的目的标识为广播标识或与接收方识别码相同的单播标识的消息进行相应处理：

108a：若消息类型为状态通知，则使用消息中包含的源标识及相应的状态信息更新状态列表；

108b：若消息类型为操作指令，则在对讲机屏幕显示该操作指令或执行相应操作。

由以上步骤可知，由于对讲机发送的消息中包含该对讲机识别码，因此执行上述步骤103至105后，发送方即可将本机的在线状态通知给信号覆盖范围内的其它对讲机。当信号覆盖范围内的所有对讲机都执行以上操作时，每一个对讲机都可以获知其它对讲机的在线状态。

虽然在步骤103至105中采用了在需要发送消息时，等待随机时间间隔r后再发送的策略，但是仍然可能出现多个对讲机同时发送消息而造成信号冲突，因此可将发送包含对讲机识别码的消息的操作重复n次，n＞1；即重复执行上述步骤104至105，以最大限度保证该消息被其它对讲机成功接收。

在实际使用时，可将键盘中的某些按键或按键组合作为快捷键，调用相应的消息封装和发送的功能。对于需大量重复发送的消息，例如在线状态通知，可以使用软件自动完成相应的重复发送操作。

根据本发明的数字通讯方法，除可以使信号覆盖范围内的所有对讲机相互或者在线状态及其它信息外，还可通过消息的广播或单播发送实现操作指令下达，状态通知，状态提示等功能；在使用环境嘈杂或需保持静默，无法有效进行语音通讯的情况下，采用本发明提出的数字通讯方法，结合相应的键盘操作，可大大增加对讲机的实用性和应用领域。

Claims (9)

1.一种数字通讯方法，应用在对讲机或手机/对讲机双模式机中，其特征在于，发送方将数字数据序列以特定的格式进行封装，生成随机时间间隔r，启动时间长度为r的定时器，该定时器到期时，以音频组合信号编码方案对数字数据序列进行编码并发送；接收方以音频组合信号解码方案从接收到的音频信号中解码获得所述数字数据序列；其中，所述数字数据序列包含对讲机识别码，R1≤r≤R2，0＜R1＜R2。

2.如权利要求1所述的数字通讯方法，其特征在于，所述音频组合信号编码方案和解码方案为DTMF信令。

3.如权利要求1所述的数字通讯方法，其特征在于，所述接收方进行如下操作：

A)在接收到的音频信号中连续搜索所述编码的音频组合信号，将其转换为数字数据序列；

B)根据所述格式从上述数字数据序列中获取所述对讲机识别码。

4.如权利要求1所述的数字通讯方法，其特征在于发送方将数字数据序列以特定的格式进行封装之前还包含如下步骤：设置对讲机识别码和所述R1、R2值。

5.如权利要求1所述的数字通讯方法，其特征在于，所述随机时间间隔r为以本对讲机识别码和/或当前时间为种子生成的随机数。

6.如权利要求1或3所述的数字通讯方法，其特征在于，所述数字数据序列格式为该数字数据序列中包含以下字段：消息类型，目的标识；其中目的标识为指定的所述数字数据序列接收方的对讲机识别码或广播标识。

7.如权利要求6所述的数字通讯方法，其特征在于，所述数字数据序列中还包含以下字段：消息长度，源标识和附加数据。

8.如权利要求3所述的数字通讯方法，其特征在于，在所述步骤A)中，以改进的Goertzel算法搜索所述编码的音频组合信号。

9.如权利要求1所述的数字通讯方法，其特征在于，在发送方将数字数据序列以特定的格式进行封装之后，将所述生成随机时间间隔r，启动时间长度为r的定时器，该定时器到期时，以音频组合信号编码方案对数字数据序列进行编码并发送的步骤依序重复执行n次，n＞1。

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