CN105405446B - 一种抑制光电话回波噪声的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制光电话回波噪声的系统及方法，控制处理器的输出端依次与激光光源及光隔离器通信，光隔离器与Y耦合器的“T”端相连，Y耦合器的“R”端依次与功率接收端及模拟开关通信，模拟开关与控制处理器的输入端相连；本发明与以往现有技术相比可有效的抑制回波噪声以及无用入射光的干扰，解决自发自收现象，提高语音通话的质量。
Description
技术领域
本发明涉及光电话领域，具体涉及一种抑制光电话回波噪声的系统及方法。
背景技术
光电话是一种利用光纤实现远程语音通话的装置，是光纤通信领域现场测试用的一种即时通信工具，目前，针对全双工的数字光电话通信，国内外大多利用单根光纤来实现，具体分为两种，一种采用两个波长，通过波分复用技术实现双向通信，此种方法成本较高；另一种采用单波长实现双向通信，此种方法成本低，实现简单，但存在自发自收现象，对无用光抑制能力差，语音通话质量不高。
现有技术回波噪声抑制能力弱，受噪音干扰大，对无用入射光的隔离不够，造成通话时存在自己的耳机能听到自己麦克传送的语音信号的自发自收现象，并且部分无用入射光入射到光源端对光源稳定性造成影响。
现有的实用新型专利“单光纤单波长多功能光纤电话”(专利号：ZL200620067152.4)公开提出了通过采用APC接头以及改变光耦合器件的分光比来减弱入射到光源端的无用入射光和进入到功率接收端的回波噪声的方法，此方法在一定程度上抑制了回波噪声与无用入射光的强度，但是无法从根本上消除它们的干扰，尤其在信号强度较弱时，回波噪声的干扰更加明显，造成通话质量不高。
总之，本发明要解决的技术问题是：
1.抑制光电话通信时的回波噪声，防止自发自收现象。
2.抑制杂散光、无用光对光路器件的干扰。
3.提高语音通话的质量。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提出采用在硬件上进行隔离，并且在数据传送方式上采用时分压缩传输的方式来有效的抑制回波噪声对语音通话的干扰，以及无用入射光对光源稳定性的影响。可有效的提升通话质量，增强光电话的工作稳定性与可靠性。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种抑制光电话回波噪声的系统，控制处理器的输出端依次与激光光源及光隔离器通信，光隔离器与Y耦合器的“T”端相连，Y耦合器的“R”端依次与功率接收端及模拟开关通信，模拟开关与控制处理器的输入端相连；
光电话全双工通信，在发送数据时，一个语音信号的采样周期内通过时分压缩，控制处理器发送控制信号关闭模拟开关，在采样周期的上半段区域发送语音数据；在接收数据时，控制处理器发送控制信号打开模拟开关，在采样周期的下半段区域接收传送过来的语音数据。
进一步的，在光电话发送信号时，控制处理器发出控制信号控制模拟开关处于关闭状态并同时控制激光光源发射语音光信号，此时光信号穿过光隔离器到达Y耦合器的“T”端，并经由Y耦合器的“O”端发射出去，光信号产生的回波噪声会经由Y耦合器的“R”端进入到功率接收端，而此刻模拟开关处于关闭状态，回波噪声便无法被接收；
进一步的，当光电话接收信号时，控制处理器会控制模拟开关处于导通状态，此时入射的信号光会由Y耦合器的“O”端入射，之后信号光一部分经由Y耦合器的“R”端口出射进入功率接收端，在由光信号转变为电信号后由模拟开关传输进入控制处理器做处理后转变为语音信号，另一部分光则由Y耦合器的“T”端出射变为无用入射光，入射到光隔离器，此时光隔离器将无用入射光隔离掉；
进一步的，在数据传输格式上语音采样频率采用第一采样频率，数据传输频率采用第二采样频率，第一采样频率及第二采样频率的选择用于保证在采样周期内完成数据的双向传输。
一种抑制光电话回波噪声的方法，包括以下步骤：
在光电话发送信号时，控制处理器发出控制信号控制模拟开关处于关闭状态并同时控制激光光源发射语音光信号，此时光信号穿过光隔离器到达Y耦合器的“T”端，并经由Y耦合器的“O”端发射出去，光信号产生的回波噪声会经由Y耦合器的“R”端进入到功率接收端，而此刻模拟开关处于关闭状态，回波噪声便无法被接收；
当光电话接收信号时，控制处理器会控制模拟开关处于导通状态，此时入射的信号光会由Y耦合器的“O”端入射，之后信号光一部分经由Y耦合器的“R”端口出射进入功率接收端，在由光信号转变为电信号后由模拟开关传输进入控制处理器做处理后转变为语音信号，另一部分光则由Y耦合器的“T”端出射变为无用入射光，入射到光隔离器，此时光隔离器将无用入射光隔离掉。
进一步的，在光电话发送信号时，控制处理器发出控制信号控制模拟开关处于关闭状态的同时在采样周期的上半段区域发送语音数据；
在光电话接收信号时，控制处理器发出控制信号控制模拟开关处于打开状态的同时在采样周期的下半段区域接收语音数据。
进一步的，控制器通过捕获8K采样频率信号的“上升沿”来判断处于“上半段”，捕获8k采样频率信号的“下降沿”来判断处于“下半段”，整个数据的传输都是在控制处理器的控制下进行信号的检测和数据的传输的。
本发明的有益效果：
本发明与以往现有技术相比可有效的抑制回波噪声以及无用入射光的干扰，解决自发自收现象，提高语音通话的质量。
本发明提出采用在硬件上进行隔离，并且在数据传送方式上采用时分压缩传输的方式来有效的抑制回波噪声对语音通话的干扰，以及无用入射光对光源稳定性的影响。可有效的提升通话质量，增强光电话的工作稳定性与可靠性。
附图说明
图1本发明的结构原理图；
图2本发明的时序原理图；
图中，1、控制处理器，2、激光光源，3、光隔离器，4、Y耦合器，5、功率接收端，6、模拟开关。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
本发明基于以往技术的不足，提出采用时分压缩传送+硬件隔离的方法来抑制回波噪声，提高语音通话质量。
通信中，要实现语音通话要求信号的采样频率不低于8K，因此，本发明为保证能在8K采样频率内完成数据传送，采用500K频率进行数据传送，可保证在一个传送周期内完成数据的双向传送，同时在数据传输系统中增加模拟开关和光隔离器，在进行数据发送时，控制处理器控制模拟开关关闭，发送结束再立即开启模拟开关，这样既可以保证语音信号的正常传送，又避免功率接收端接收到自身发送信号的回波噪声，提高通信质量。
详细的技术原理如下：首先，本发明为了有效抑制回波噪声，在如图1所示的光电话结构上增加光隔离器3，和模拟开关6。当光电话发送信号时，由控制处理器1发出控制信号控制模拟开关6处于关闭状态并同时控制激光光源2发射语音光信号，此时光信号以很低的损耗穿过光隔离器3到达Y耦合器4的“T”端，并经由“O”端发射出去。由于光路系统的不理想等因素，光信号此刻会因反射、散射等现象而不可避免的产生回波噪声，回波噪声会经由Y耦合器4的“R”端进入到功率接收端5，而此刻模拟开关6处于关闭状态，回波噪声便无法被接收，从而避免了对通话的干扰；当光电话接收信号时，控制处理器1会控制模拟开关6处于导通状态，此时入射的信号光会由Y耦合器4的“O”端入射，之后信号光一部分经由“R”端口出射进入功率接收端6，在由光信号转变为电信号后由模拟开关6传输进入控制处理器1做处理后转变为语音信号，另一部分光则由“T”端出射变为无用入射光，入射到光隔离器3，此时光隔离器3会以高损耗的状态，将无用入射光有效的隔离掉，避免了无用入射光对激光光源2造成影响，提高了整机的工作稳定性与可靠性。
其次，本发明为了防止在双向数据传输时，接收的有用入射信号与发送信号时产生的回波噪声互相掺杂而被模拟开关隔离掉，在全双工的光电话通信中采用时分压缩传送的方法进行数据的传送与接收。具体传输协议如图2所示，为完整恢复语音信号，本发明语音采样频率选取8K，周期为125us，为了保证在采样周期内完成数据的双向传输，数据传输频率采用500K，则在一个语音信号的采样周期内通过时分压缩，在采样周期的上半段“①”区发送语音数据，在采样周期的下半段“②”区接收对方传送过来的语音数据。
因此，当光电话在全双工通信时，当时序上处于图2的“①”区时，光电话发送数据信号，并在硬件上关闭图1中的模拟开关6来抑制回波噪声的影响，当时序上处于图2的“②”区时，光电话在硬件上打开图1的模拟开关6，接收数据信号，此时产生的无用入射光被图1的光隔离器3隔离掉。因而，本发明能够在8K的语音采样频率下既可以实现全双工的语音通话，又可以有效抑制光电话的回波噪声与杂散光干扰，提高通话质量。
控制器通过捕获8K采样频率信号的“上升沿”来判断处于“上半段”，捕获8k采样频率信号的“下降沿”来判断处于“下半段”，整个数据的传输都是在控制处理器的控制下进行信号的检测和数据的传输的。
本发明的关键点和保护点一是硬件系统上采用了光隔离器和模拟开关，有效的拟制了回波噪声以及无用杂散光的干扰；二是数据传输格式上语音采样频率采用8K，数据传输频率采用500K，并通过采用时分压缩传输的方式保证了光电话高效的语音数据传输。
本发明与以往现有技术相比可有效的抑制回波噪声以及无用入射光的干扰，解决自发自收现象，提高语音通话的质量。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种抑制光电话回波噪声的系统，其特征是，控制处理器的输出端依次与激光光源及光隔离器通信，光隔离器与Y耦合器的“T”端相连，Y耦合器的“R”端依次与功率接收端及模拟开关通信，模拟开关与控制处理器的输入端相连；
光电话全双工通信，在发送数据时，一个语音信号的采样周期内通过时分压缩，控制处理器发送控制信号关闭模拟开关，在采样周期的上半段区域发送语音数据；在接收数据时，控制处理器发送控制信号打开模拟开关，在采样周期的下半段区域接收传送过来的语音数据。
2.如权利要求1所述的一种抑制光电话回波噪声的系统，其特征是，在光电话发送信号时，控制处理器发出控制信号控制模拟开关处于关闭状态并同时控制激光光源发射语音光信号，此时光信号穿过光隔离器到达Y耦合器的“T”端，并经由Y耦合器的“O”端发射出去，光信号产生的回波噪声会经由Y耦合器的“R”端进入到功率接收端，而此刻模拟开关处于关闭状态，回波噪声便无法被接收。
3.如权利要求1所述的一种抑制光电话回波噪声的系统，其特征是，当光电话接收信号时，控制处理器会控制模拟开关处于导通状态，此时入射的信号光会由Y耦合器的“O”端入射，之后信号光一部分经由Y耦合器的“R”端口出射进入功率接收端，在由光信号转变为电信号后由模拟开关传输进入控制处理器做处理后转变为语音信号，另一部分光则由Y耦合器的“T”端出射变为无用入射光，入射到光隔离器，此时光隔离器将无用入射光隔离掉。
4.如权利要求1所述的一种抑制光电话回波噪声的系统，其特征是，在数据传输格式上语音采样频率采用第一采样频率，数据传输频率采用第二采样频率，第一采样频率及第二采样频率的选择用于保证在采样周期内完成数据的双向传输。
5.一种抑制光电话回波噪声的方法，其特征是，包括以下步骤：
在光电话发送信号时，控制处理器发出控制信号控制模拟开关处于关闭状态并同时控制激光光源发射语音光信号，此时光信号穿过光隔离器到达Y耦合器的“T”端，并经由Y耦合器的“O”端发射出去，光信号产生的回波噪声会经由Y耦合器的“R”端进入到功率接收端，而此刻模拟开关处于关闭状态，回波噪声便无法被接收；
当光电话接收信号时，控制处理器会控制模拟开关处于导通状态，此时入射的信号光会由Y耦合器的“O”端入射，之后信号光一部分经由Y耦合器的“R”端口出射进入功率接收端，在由光信号转变为电信号后由模拟开关传输进入控制处理器做处理后转变为语音信号，另一部分光则由Y耦合器的“T”端出射变为无用入射光，入射到光隔离器，此时光隔离器将无用入射光隔离掉；
光电话全双工通信，在发送数据时，一个语音信号的采样周期内通过时分压缩，控制处理器发送控制信号关闭模拟开关，在采样周期的上半段区域发送语音数据；在接收数据时，控制处理器发送控制信号打开模拟开关，在采样周期的下半段区域接收传送过来的语音数据。
6.如权利要求5所述的一种抑制光电话回波噪声的方法，其特征是，在光电话发送信号时，控制处理器发出控制信号控制模拟开关处于关闭状态的同时在采样周期的上半段区域发送语音数据；
在光电话接收信号时，控制处理器发出控制信号控制模拟开关处于打开状态的同时在采样周期的下半段区域接收语音数据。
7.如权利要求6所述的一种抑制光电话回波噪声的方法，其特征是，控制器通过捕获8K采样频率信号的“上升沿”来判断处于“上半段”，捕获8k采样频率信号的“下降沿”来判断处于“下半段”，整个数据的传输都是在控制处理器的控制下进行信号的检测和数据的传输的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20181120 Termination date: 20201104 |