CN102710406B - 一种全双工通信系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全双工通信系统，包括移动台和基站，移动台和基站采用无线连接，所述移动台包括：数据传输端和数据获取端，所述数据获取端用于输出数据传输端接收到的信号，所述数据传输端将数据获取端获取的数据通过无线信号发送到基站，所述数据传输端包括：用于接收基站发送的信号的第一接收模块；用于向基站发送信号的第一发射模块；用于对接收到的信号进行衰减处理的信号衰减模块。通过衰减模块可以有效的消除双工通信过程中出现的信号相互叠加问题，消除信号回授问题，提高通信过程的可靠性和有效性。

Description

一种全双工通信系统及其方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是涉及一种全双工通信系统及其方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对通信的需求日益迫切，对通信的要求也越来越高，现在通信技术的发展日新月异，正在迅速的向社会各个领域渗透，在通信过程中人们最经常使用到的便是语音和视频通信，而语音通信作为通信的传统业务，随着通信行业的不断发展，人们对此也寄予了更高的期望，提出了更高的要求。全双工通信技术是信号通信中常用到的一种通信工作方式。

目前，全双工的无线通信系统在消防、水利、交通、安全和国防等领域的应用已经很广泛，它能够实现现场与指挥决策中心的实时连线，以解决突发事件的应急处理。现有的一些全双工无线通信系统中，在移动台端信号的输入线与输出线往往是在一起的，当同时进行信号的收发时，就会产生叠加干扰，这就带来了一些问题：

当移动台接到基站端发出的命令并从移动台输出模块输出时，由于该信号已具有一定的幅值，就会和移动台的信号输入线产生叠加干扰，从而将该信号再次从移动台发出去，致使在基站端再次重复出现刚发送给移动台的信息。这样就影响了信号的有效传达和可靠接收，产生信号叠加、声音回授（声音反馈）等重复接收自身发出的信号进而在信号间产生干扰的问题。

目前作为传输无线音视频等多媒体信息的无线通信设备，只能减少这种干扰而无法完全消除这种干扰，这无形中降低了设备的可靠性和有效性。

发明内容

本发明的一个发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可以在提高设备可靠性和有效性的同时低成本解决信号回授的问题的全双工通信系统。

本发明另一个发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可以在提高设备可靠性和有效性的同时低成本解决信号回授的问题的全双工通信方法。

为了实现上述第一个发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种全双工通信系统，包括移动台和基站，移动台和基站采用无线连接，所述移动台还包括：

用于对接收到的信号进行衰减处理的信号衰减模块；

用于将衰减后的信号进行放大处理的放大模块；

所述信号衰减模块将移动台接收到的信号进行衰减后传输到放大模块，经过放大模块的放大处理后移动台再进行输出。

进一步地，所述移动台包括：数据传输端和数据获取端，所述数据获取端用于输出数据传输端接收到的信号，所述数据传输端将数据获取端获取的数据通过无线信号发送到基站，所述数据传输端包括：

用于接收基站发送的信号的第一接收模块；

用于向基站发送信号的第一发射模块；

用于对接收到的信号进行衰减处理的信号衰减模块。

进一步地，所述数据获取端包括：第一输出模块、第一输入模块和放大模块，所述第一输入模块与第一发射模块连接，所述放大模块与所述信号衰减模块连接，所述放大模块与第一输出模块连接，放大模块用于将接收到的信号进行放大处理。

进一步地，所述信号衰减模块包括：用于对接收到的信号进行采样，判断是否对输入信号进行衰减，并产生相应控制命令的采样判断模块；

用于根据采样判断模块的控制命令进行处理的衰减单元。

移动台的第一接收模块接收基站发射的信号后，将其接收到的信号送给信号衰减装置，由信号衰减装置对接收到的信号进行此采样判断是否需要对其进行衰减，若需要进行衰减，则对接收到的信号进行信号衰减，产生输出信号；若根据采样判断不需要对接收到的信号进行衰减，则对接收到的信号不进行衰减，直接输出产生输出信号。经过衰减装置后产生的输出信号仍然保持其原有特征，只是信号的幅值减小到了不足以和第一输入模块的信号输入线产生干扰。同时为保证该信号在通过信号输出线后被第一输出模块接收时不会出现失真和提供较好的信号值，在信号输出线的末端、第一输出模块的输入端，设置有放大模，该信号经过放大模块进行放大后传输到第一输出模块。然后通过第一输出模块呈现出来。（对应于音频信号，第一输出模块可以是扬声器之类的音频输出设备，对应与视频则可以是显示器这类的设备。）

进一步地，所述采样判断模块对接收到信号进行采样判断，若信号的幅值小于预设的范围值则不需要进行衰减处理，若需要进行衰减处理，则向衰减单元发送衰减处理命令，若不需要衰减，则衰减单元不进行衰减处理。

进一步地，所述采样判断模块对接收到信号进行采样判断，若信号的幅值小于预设的范围值则不需要进行衰减处理，其中预设的范围为根据应用的场景和信号的各种参数来设定，对于不同的应用场景和使用的信号，该范围也有着不同的取值，若需要进行衰减处理，则向衰减单元发送衰减处理命令，若不需要衰减，采样判断模块通过向衰减发送零衰减控制命令控制衰减单元对信号进行衰减处理。

进一步地，所述采样判断模块产生的控制命令是由衰减控制字和衰减量控制字组成，所述衰减控制字为逻辑信号1和0，所述衰减量控制字为预设的数组数据，衰减量控制字为根据采集到信号数据与预设的数组中的数据进行对比得出的，具体为根据该采样的信号与预设的数组进行对比匹配，根据对应的关系在数组中选择与该信号需要进行衰减处理时的衰减量控制字，所述衰减量控制字的选择可以根据实际需要进行调整，通过环境参数和信号的各种参数来实际调整。

为了实现上述第二个发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种全双工通信方法，用于移动台和基站的数据交换和通信，基站与移动台进行通信的过程中包括以下步骤：

移动台接收到基站发送的信号后，对信号进行衰减处理的步骤；

移动台输出接收到的信号时，将待输出的信号进行放大处理的步骤；

移动台输出经过放大处理后的信号。

进一步地，移动台接收到基站发送的信号后，对信号进行衰减处理的步骤具体为：

移动台接收到基站发送的信号后，对该信号进行采样判断，若需要进行衰减处理，则将该信号进行衰减处理，若不需要衰减，则不进行衰减处理。

进一步地，移动台接收到基站发送的信号后，对信号进行衰减处理的步骤具体为：

移动台接收到基站发送的信号后，对该信号进行采样判断，若需要进行衰减处理，则将该信号进行衰减处理，若不需要衰减，对信号进行零衰减处理。

进一步地，所述采样判断模块产生的控制命令是由衰减控制字和衰减量控制字组成，所述衰减控制字为逻辑信号1和0，所述衰减量控制字为预设的数组数据，衰减量控制字为根据采集到信号数据与预设的数组中的数据进行对比得出的，具体为根据该采样的信号与预设的数组进行对比匹配，根据对应的关系在数组中选择与该信号需要进行衰减处理时的衰减量控制字，所述衰减量控制字的选择可以根据实际需要进行调整，通过环境参数和信号的各种参数来实际调整。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的技术方案可以有效的消除双工通信过程中出现的信号相互叠加问题，消除声音回授（声音反馈）问题等重复接收自身发出的信号，进而在信号间产生干扰的问题，提高通信过程的可靠性和有效性。

附图说明

图1为本发明全双工通信方法的流程图；

图2为本发明全双工通信系统移动台的结构示意图；

图3为本发明全双工通信系统基站的结构示意图；

图4为本发明全双工通信系统采样判断模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供一种全双工通信方法，用于移动台和基站的数据交换和通信，基站与移动台进行通信的过程中包括以下步骤：

S100移动台接收到基站发送的信号后，对信号进行衰减处理的步骤；

其中，移动台接收到基站发送的信号后，对信号进行衰减处理的步骤具体为：

移动台接收到基站发送的信号后，对该信号进行采样判断，若需要进行衰减处理，则将该信号进行衰减处理，若不需要衰减，则不进行衰减处理。

或者，移动台接收到基站发送的信号后，对信号进行衰减处理的步骤具体为：

移动台接收到基站发送的信号后，对该信号进行采样判断，若需要进行衰减处理，则将该信号进行衰减处理，若不需要衰减，对信号进行零衰减处理。

S110移动台输出接收到的信号时，将待输出的信号进行放大处理的步骤；

S120移动台输出经过放大处理后的信号。

如图2-4所示，本发明提供一种全双工通信系统，包括移动台和基站，移动台和基站采用无线连接，所述移动台包括：数据传输端2和数据获取端1，所述数据获取端1用于输出数据传输端2接收到的信号，所述数据传输端2将数据获取端1获取的数据通过无线信号发送到基站，所述数据传输端2包括：

用于接收基站发送的信号的第一接收模块6，通过无线方式接收由基站发来的各种信号；

用于向基站发送信号的第一发射模块8，和基站的第二接收模块11通过无线的方式连接。通过无线方式发射由第一输入模块5输入的各种信号到基站；

用于对接收到的信号进行衰减处理的信号衰减模块7。

所述数据输出端1包括：第一输出模块3、第一输入模块5和放大模块4，所述第一输入模块5与第一发射模块8连接，所述放大模块4与所述信号衰减模块7连接，所述放大模块4和信号衰减模块7、第一输出模块3相连，对经过信号衰减模块7衰减后产生的输出信号在第一输出模块3输入端进行放大。放大模块4用于将接收到的信号进行放大处理。

第一输出模块3：和移动台的第一接收模块6相连，通过该模块可以直观的呈现出移动台接收到基站发来的各种信号。对应于音频或视频信号则该模块可以是扬声器或显示器。

第一输入模块5：和移动台的第一发射模块8相连，通过该模块向移动台的发射模块输入需要发射到基站的各种信号。对应于音频或视频信号则该模块可以是拾音器或摄像头。

所述信号衰减模块7包括：用于对接收到的信号进行采样，判断是否对输入信号进行衰减，并产生相应控制命令的采样判断模块13；用于根据采样判断模块的控制命令进行处理的衰减单元14。

采样判断模块13：和移动台第一接收模块6、衰减单元14相连。采样判断模块13对接收到的信号进行采样，判断是否对输入信号进行衰减，并产生相应控制命令。若需要对输入信号进行衰减，则产生衰减控制命令控制衰减单元14对输入信号进行信号衰减。

进一步地，所述采样判断模块13对接收到信号进行采样判断，若信号的幅值小于预设的范围值则不需要进行衰减处理，若需要进行衰减处理，则向衰减单元14发送衰减处理命令，若不需要衰减，则衰减单元不进行衰减处理。

进一步地，所述采样判断模块13对接收到信号进行采样判断，若信号的幅值小于预设的范围值则不需要进行衰减处理，其中预设的范围为根据应用的场景和信号的各种参数来设定，对于不同的应用场景和使用的信号，该范围也有着不同的取值，若需要进行衰减处理，则向衰减单元14发送衰减处理命令，若不需要衰减，采样判断模块13通过向衰减单元14发送零衰减控制命令控制衰减单元14对信号进行衰减处理。

进一步地，所述采样判断模块13产生的控制命令是由衰减控制字和衰减量控制字组成，所述衰减控制字为逻辑信号1和0，所述衰减量控制字为预设的数组数据，衰减量控制字为根据采集到信号数据与预设的数组中的数据进行对比得出的，具体为根据该采样的信号与预设的数组进行对比匹配，根据对应的关系在数组中选择与该信号需要进行衰减处理时的衰减量控制字，所述衰减量控制字的选择可以根据实际需要进行调整，通过环境参数和信号的各种参数来实际调整。

衰减单元14对通过采样判断模块13判断需要衰减的信号进行不失真的衰减。若根据控制命令需要对输入信号进行衰减，则按照控制命令进行衰减，产生输出信号，如根据控制命令不需要对输入信号进行衰减，则按照控制命令零衰减直接输出，产生输出信号。

全双工无线通信系统基站由第二发射模块12、第二接收模块11、第二输入模块10、第二输出模块组成9。其中：

第二发射模块12：和移动台的第一接收模块6通过无线的方式连接。通过无线方式发射由第二输入模块10输入的各种信号到移动台。

第二接收模块11：和移动台的第一发射模块8通过无线的方式连接。通过无线方式接收由移动台发来的各种信号

第二输入模块10：和基站的第二发射模块12相连，通过该模块向基站的发射模块输入需要发射到移动台的各种信号。对应于音频或视频信号则该模块可以是拾音器或摄像头。

第二输出模块9：和基站的第二接收模块11相连，通过该模块可以直观的呈现出基站接收到移动台发来的各种信号。对应于音频或视频信号则该模块可以是拾音器或显示器。

移动台和基站共同组成一套系统，通过下述方法工作。

移动台的第一接收模块6接收基站第二发射模块12发出的信息后，将其接收到的信号送给信号衰减模块7，由信号衰减模块7对接收到的信号进行此采样判断是否需要对其进行衰减，若需要进行衰减，则对接收到的信号进行信号衰减，产生输出信号；若根据采样判断不需要对接收到的信号进行衰减，则对接收到的信号不进行衰减，直接输出产生输出信号。经过衰减装置后产生的输出信号仍然保持其原有特征，只是信号的幅值减小到了不足以和第一输入模块的信号输入线产生干扰。该信号在通过信号输出线后，在信号输出线的末端、第一输出模块3的输入端，经过放大模块4进行放大。然后通过第一输出模块3呈现出来。（对应于音频信号，第一输出模块可3以是扬声器之类的音频输出设备，对应与视频则可以是显示器这类的设备。）

移动台通过第一输入模块5向移动台的第一发射模块8输入信号，该信号经过第一发射模块8以无线方式发射到基站的第二接收模块11，在基站端通过基站的第二输出模块9呈现出来。

基站通过第二输入模块10向基站的第二发射模块12输入信号，该信号经过第二发射模块12以无线方式发射到移动台的第一接收模块6，在移动台端通过移动台的第一输出模块3呈现出来。

基站的第二接收模块11在接收到移动台发过来的信号后，通过第二输出模块9呈现出来。

第一输入、输出模块、第二输入、输出模块用来对信息进行一种直观的表达，以方便的呈现在受众面前。对于话音视频等，其可以是拾音器、扬声器、摄像头或显示器之类的设备。

应用的具体实施例，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

第一输入模块5、第二输入模块10为麦克风，第一输出模块3、第二输出模块9为喇叭。

当移动台第一接收模块6接收到基站第二发射模块12发送来的语音信息后，将该语音信号通过喇叭（第一输出模块3）播放出来，使移动台端的操作人员听到并执行基站发出的命令，在移动台端为了方便操作，操作人员一般使用的是具有听说功能的耳机，该耳机通过一组信号线连接在移动台的音频接口上。移动台接收模块在接收到语音信号后通过信号输出线传输到耳机的喇叭（第一输出模块3）上，使操作人员清晰地听到基站发来的命令，同时操作人员可以通过耳机的麦克风（第一输入模块5）向移动台输入要发送到基站的信息。

在这个过程中就会出现一个问题，当移动台接收模块接收到基站的信息，并将该信号通过信号输出线输出到耳机的喇叭（第一输出模块3）时，由于该信号已具有一定的幅值，在通过信号输出线传输到喇叭（第一输出模块3）的过程中会和麦克风（第一输入模块5）的信号输入线产生叠加干扰，使得输出线上的新号叠加到信号输入线上，从信号输入线再次进入移动台的发送模块，由移动台发送模块发送到基站，使得基站每次发送信息后都会从移动台中接收到已发出的信号，听到自己的声音再次重复，产生话音回授现象。

本发明在移动台接收模块后加入信号衰减装置，对接收到的信号进行判断衰减，使信号在传输前幅值减小到不足以产生叠加，同时在喇叭（第一输出模块）前加入放大模块，对要输出到喇叭（第一输出模块）的信号进行放大输出，加强信号特征，使移动台端的操作人员清楚的听到基站发来的命令。达到消除信号间干扰目的。采用此方法可提高通信过程中的有效性和可靠性。

Claims (5)

1.一种全双工通信系统，包括移动台和基站，移动台和基站采用无线连接，其特征在于，所述移动台还包括：

用于对接收到的信号进行衰减处理的信号衰减模块；

用于将衰减后的信号进行放大处理的放大模块；

所述信号衰减模块将移动台接收到的信号进行衰减后传输到放大模块，经过放大模块的放大处理后移动台再进行输出；

所述信号衰减模块包括：用于对接收到的信号进行采样，判断是否对输入信号进行衰减，并产生相应控制命令的采样判断模块；

用于根据采样判断模块的控制命令进行处理的衰减单元。

2.根据权利要求1所述的全双工通信系统，其特征在于，所述采样判断模块对接收到信号进行采样判断，若信号的幅值小于预设的范围值则不需要进行衰减处理，若需要进行衰减处理，则向衰减单元发送衰减处理命令，若不需要衰减，则衰减模块不进行衰减处理。

3.根据权利要求1所述的全双工通信系统，其特征在于，所述采样判断模块对接收到信号进行采样判断，若信号的幅值小于预设的范围值则不需要进行衰减处理，若需要进行衰减处理，则向衰减模块发送衰减处理命令，若不需要衰减，采样判断模块通过向衰减单元发送零衰减控制命令控制衰减模块对信号进行衰减处理。

4.根据权利要求1所述的全双工通信系统，其特征在于，所述采样判断模块产生的控制命令是由衰减控制字和衰减量控制字组成，所述衰减控制字为逻辑信号1和0，所述衰减量控制字为预设的数组，根据采集到信号数据与预设的数组中的数据进行对比，选择对应的衰减量控制字；

信号采样判断模块将采样后的数据与之对比产生衰减量控制字。

5.一种全双工通信方法，用于移动台和基站的数据交换和通信，其特征在于，基站与移动台进行通信的过程中包括以下步骤：

移动台接收到基站发送的信号后，对信号进行衰减处理的步骤；

移动台输出接收到的信号时，将待输出的信号进行放大处理的步骤；

移动台输出经过放大处理后的信号；

移动台接收到基站发送的信号后，对信号进行衰减处理的步骤具体为：

移动台接收到基站发送的信号后，对该信号进行采样判断，若需要进行衰减处理，则将该信号进行衰减处理，若不需要衰减，则不进行衰减处理或对信号进行零衰减处理。