CN101789797A - 无线通信抗干扰系统 - Google Patents

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宋传铭
吴林飞
刘勇顺
常朝军
钟宗奇
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Abstract

无线通信抗干扰系统，属于通信领域语音信号处理装置技术领域，包括信号传输连接的输入接口模块、输出接口模块，其特征在于输入接口模块、输出接口模块之间连接设置话路交换模块，输入接口模块与话路交换模块连接的输出端配合设置噪声预判模块，噪声预判模块与话路交换模块控制连接，话路交换模块上配合设置与其传输连接的语音增强模块。所述的无线通信抗干扰系统构思新颖、结构合理，通过噪声预判模块和话路交换模块的结合使用，只需使用一个语音增强模块就能使每一路话路均达到最佳的语音效果，与现有技术中每一话路都需要配备一套语音增强模块相比，大大简化结构，大幅降低成本。

Description

无线通信抗干扰系统
技术领域
本发明属于通信领域语音信号处理装置技术领域，具体涉及一种无线通信抗干扰系统。
背景技术
在移动通信中，由于手机终端具有方便的移动性，导致手机终端的使用环境非常复杂，特别是会处于各种噪声环境中，如各种交通噪声、电磁噪声、自然噪声以及公共环境中的喧哗声等。这些噪声会对语音质量带来很大影响，通话质量大幅度的下降。目前这些噪声的处理技术包含有噪声消除技术(NR-Noise Reduction)、噪声补偿技术(NC-Noise Compensation)、自动增益控制(AGC-Automatic Gain Control)、声学回声控制(AEC-Acoustics EchoControl)等关键技术，这些技术均有成熟的算法和模块器件，现有系统中的对这些技术和功能的应用方式是针对每一路通话，无论有否噪声均采用NR、NC、AGC和AEC这几个技术和功能处理的方式。但是在实际的通话中，并非每路电话都会有环境噪声的影响。按目前的统计调查，通常在嘈杂环境中通话的比例在20-30％，还有70-80％的通话过程中其实并不需要对其进行噪音处理。而NR、NC、AGC和AEC等技术的应用，都需要通过数字信号处理器(DSP-Digital Signal Processor)技术的处理，目前基本采用T1公司6000系列的DSP，所面临的直接问题就是器件成本，会带来生产成本大幅度增加。单纯按照NR、NC、AGC和AEC所需要的器件成本而言，就要增加80-90％，而且，对一路本来就没有环境噪声影响的话路进行处理后，反而会降低话音质量。
发明内容
本发明旨在提供一种通过对语音信号开展噪声检测和强度评定，根据噪声强度确定是否进行增强处理的无线通信抗干扰系统技术方案，以克服现有技术中存在的问题。
所述的无线通信抗干扰系统，包括信号传输连接的输入接口模块、输出接口模块，其特征在于输入接口模块、输出接口模块之间连接设置话路交换模块，输入接口模块与话路交换模块连接的输出端配合设置噪声预判模块，噪声预判模块与话路交换模块控制连接，话路交换模块上配合设置与其传输连接的语音增强模块。噪声预判模块用于检测每一路电话中的环境噪声大小，同时通过控制话路交换模块的交换功能控制语音信号的交换方式。语音增强模块用于完成语音信号的增强功能，包含有噪声消除、噪声补偿、自动增益控制、声学回声控制等处理技术。当语音信号通过输入接口模块进入后，噪声预判模块对语音信号进行实时检测，根据噪声大小控制话路交换模块将语音信号交换到语音增强模块进行处理，或直接接续到输出接口模块；话路交换模块根据噪声预判模块的指令，完成话路的交换手续，并最终将语音信号交换到输出接口模块，输出语音信号。
所述的无线通信抗干扰系统，其特征在于所述的噪声预判模块包括信号处理器，信号处理器通过控制总线与话路交换模块，信号处理器上配合连接解码器、噪声存储器、噪声设定模块、语音信号同步存储器，解码器通过隔离驱动器、多路选择开关与输入接口模块输出端连接，多路选择开关通过地址总线与信号处理器连接。
所述的无线通信抗干扰系统，其特征在于语音信号的传输、处理控制流程包括：
1)语音信号从输入接口模块输入后传输到噪声预判模块；
2)由噪声预判模块检测背景噪声，分析噪声强度；
3)将噪声强度与系统噪声设定限值比较，如果未超过设定限值，噪声预判模块缺省不作指令，话路交换模块缺省直接搭建与输出接口模块的信号传输通道，语音信号通过话路交换模块输出到输出接口模块；如果超过设定限值，执行步骤4)；
4)噪声预判模块指令话路交换模块搭建输入接口模块到语音增强模块、语音增强模块到输出接口模块的信号传输通道；
5)语音信号通过话路交换模块交换到语音增强模块；
6)由语音增强模块进行语音信号增强处理；
7)经增强处理的语音信号通过话路交换模块输出到输出接口模块。
所述的无线通信抗干扰系统，其特征在于信号处理器上配合连接时钟单元。
上述的无线通信抗干扰系统构思新颖、结构合理，通过噪声预判模块和话路交换模块的结合使用，只需使用一个语音增强模块就能使每一路话路均达到最佳的语音效果，与现有技术中每一话路都需要配备一套语音增强模块相比，大大简化结构，大幅降低成本。
附图说明
图1为本发明电路结构方框图；
图2为噪声预判模块电路结构方框图；
图3为本发明对语音信号的控制流程图。
图中：1-输入接口模块、2-噪声预判模块、201-时钟单元、202-解码器、203-隔离驱动器、204-多路选择开关、205-信号处理器、206-语音信号同步存储器、207-噪声存储器、208-噪声设定模块、3-话路交换模块、4-输出接口模块、5-语音增强模块。
具体实施方式
现结合说明书附图，详细说明本发明的具体实施方式：
无线通信抗干扰系统，包括信号传输连接的输入接口模块1、输出接口模块4，输入接口模块1、输出接口模块4可分别采用E1接口、同步数字序列光口、E3接口等时分多路的传输接口，输入接口模块1、输出接口模块4之间连接设置话路交换模块3，话路交换模块3采用普通交换芯片；输入接口模块1与话路交换模块3连接的输出端配合设置噪声预判模块2，噪声预判模块2与话路交换模块3控制连接，话路交换模块3上配合设置与其传输连接的语音增强模块5，语音增强模块5包含有噪声消除、噪声补偿、自动增益控制、声学回声控制等处理技术，可选择采用NMS公司的VM1000模块。
所述的噪声预判模块2完成噪声检测、强度分析和评定，包括信号处理器205，信号处理器205通过控制总线与话路交换模块3；信号处理器205上配合连接解码器202、噪声存储器207、噪声设定模块208、语音信号同步存储器206、时钟单元201，信号处理器205与噪声设定模块208通过串行总线连接，通过噪声设定模块208可动态设定噪声限值；噪声存储器207用于预存典型的噪声频谱；信号处理器205与解码器202之间通过数据总线连接，解码器202通过隔离驱动器203、多路选择开关204与输入接口模块1输出端连接，多路选择开关204通过地址总线与信号处理器205连接，语音信号通过多路选择开关204的选择，并通过隔离驱动器203去除干扰信号及驱动解码器202，由解码器202进行解码后，语言频谱的数字信号进入信号处理器205进行计算，并提取其噪声频谱，与预存在噪声存储器207内的典型噪声频谱进行比较，确定是否有环境噪声的存在，并分析出其强度大小，与设定的噪声限值进行比较，如果大于限值则通过控制总线向话路交换模块3发出指令，让这路语音信号进入语音增强模块5进行语音信号增强处理，如果小于限值则直接通过话路交换模块3进入到输出接口模块4；语音信号同步同步存放于语音信号同步存储器206。
语音信号通常采用G.711的编码数字信号，多路语音信号从输入接口模块1接入，其传输、处理控制流程包括：
1)语音信号从输入接口模块1输入后传输到噪声预判模块2；
2)由噪声预判模块2检测背景噪声，分析噪声强度，包括提取噪声频谱，与预存的典型噪声频谱进行比较，确定是否有环境噪声的存在，并分析出其强度大小；
3)将噪声强度与系统噪声设定限值比较，如果未超过设定限值，噪声预判模块2缺省不作指令，话路交换模块3缺省直接搭建与输出接口模块4的信号传输通道，语音信号通过话路交换模块3输出到输出接口模块4；如果超过设定限值，执行步骤4)；
4)噪声预判模块2指令话路交换模块3搭建输入接口模块1到语音增强模块5、语音增强模块5到输出接口模块4的信号传输通道；
5)语音信号通过话路交换模块3交换到语音增强模块5；
6)由语音增强模块5进行语音信号增强处理，包括噪声消除、噪声补偿、自动增益控制、声学回声控制；
7)经增强处理的语音信号通过话路交换模块3输出到输出接口模块4。
信号处理器205可采用T1的6000系列，其中噪声强度的检测可采用NMS的算法，由于仅作噪声强度检测，对每一路的检测按一定的时间间隔如1s-5s进行抽样，因此一个高速的信号处理器205可以检测高达2.5G带宽的话音通路，通过对话路交换模块3的交换控制，配合一个语音增强模块5就可使全部话路达到最佳的语音效果。

Claims (4)

1.无线通信抗干扰系统，包括信号传输连接的输入接口模块(1)、输出接口模块(4)，其特征在于输入接口模块(1)、输出接口模块(4)之间连接设置话路交换模块(3)，输入接口模块(1)与话路交换模块(3)连接的输出端配合设置噪声预判模块(2)，噪声预判模块(2)与话路交换模块(3)控制连接，话路交换模块(3)上配合设置与其传输连接的语音增强模块(5)。
2.如权利要求1所述的无线通信抗干扰系统，其特征在于所述的噪声预判模块(2)包括信号处理器(205)，信号处理器(205)通过控制总线与话路交换模块(3)，信号处理器(205)上配合连接解码器(202)、噪声存储器(207)、噪声设定模块(208)、语音信号同步存储器(206)，解码器(202)通过隔离驱动器(203)、多路选择开关(204)与输入接口模块(1)输出端连接，多路选择开关(204)通过地址总线与信号处理器(205)连接。
3.如权利要求1所述的无线通信抗干扰系统，其特征在于语音信号的传输、处理控制流程包括：
1)语音信号从输入接口模块(1)输入后传输到噪声预判模块(2)；
2)由噪声预判模块(2)检测背景噪声，分析噪声强度；
3)将噪声强度与系统噪声设定限值比较，如果未超过设定限值，噪声预判模块(2)缺省不作指令，话路交换模块(3)缺省直接搭建与输出接口模块(4)的信号传输通道，语音信号通过话路交换模块(3)输出到输出接口模块(4)；如果超过设定限值，执行步骤4)；
5)噪声预判模块(2)指令话路交换模块(3)搭建输入接口模块(1)到语音增强模块(5)、语音增强模块(5)到输出接口模块(4)的信号传输通道；
6)语音信号通过话路交换模块(3)交换到语音增强模块(5)；
7)由语音增强模块(5)进行语音信号增强处理；
8)经增强处理的语音信号通过话路交换模块(3)输出到输出接口模块(4)。
4.如权利要求2所述的无线通信抗干扰系统，其特征在于信号处理器(205)上配合连接时钟单元(201)。
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