CN105744009A - 一种用于电台通信系统的短波中继接口装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，电台通信系统包括电台、有线交换网络，中继接口装置包括短波接口模块、交换接口模块以及分别与短波接口模块和交换接口模块连接的控制模块，短波接口模块与电台连接，交换接口模块与有线交换网络连接；短波接口模块和交换接口模块在控制模块控制下实现电台和有线交换网络的双向语音数据交换。与现有技术相比，本发明具有通讯效果好等优点。

Description

一种用于电台通信系统的短波中继接口装置
技术领域
本发明涉及一种中继接口，尤其是涉及一种用于电台通信系统的短波中继接口装置。
背景技术
在车载或野外通信调度系统中，常用的接口包括用户接口、环路接口、磁石接口和数字中继接口。它们都属于有线通信范畴，即交换机与交换机间或交换机与终端设备间都需要通过有线连接，存在通信距离受限、实际环境可能不允许布线等限制。而电台和对讲机等适用于野外环境使用的无线通信设备，却无法与有线用户直接通信，给野外通信带来了很大不便。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现有线、无线融合通信的用于电台通信系统的短波中继接口装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，所述电台通信系统包括电台、有线交换网络，所述中继接口装置包括短波接口模块、交换接口模块以及分别与短波接口模块和交换接口模块连接的控制模块，所述短波接口模块与电台连接，所述交换接口模块与有线交换网络连接；
所述短波接口模块和交换接口模块在控制模块控制下实现电台和有线交换网络的双向语音数据交换。
所述短波接口模块包括用于完成音频信号传输的音频编解码器和用于向电台发送控制信号的PTT控制器，所述音频编解码器的两端分别与电台和控制模块连接，所述PTT控制器的输入端与控制模块连接，输出端与电台连接。
所述音频编解码器和电台之间设有用于电压放大和阻抗匹配的音频变压器。
所述交换接口模块包括用于传输音频信号的ST_BUS总线和用于传输控制信号的HDLC总线，所述ST_BUS总线、HDLC总线的一端均通过数据总线驱动器74LVC245与有线交换网络连接，另一端均与控制模块连接。
所述交换接口模块还包括用于消除啸叫的回波处理电路，所述回波处理电路设于有线交换网络与控制模块之间。
所述控制模块包括相互连接的信号处理器和嵌入式控制器，所述信号处理器分别与短波接口模块和交换接口模块连接。
所述信号处理器为FPGA芯片。
所述嵌入式控制器包括相互连接的数字信号处理器、用于存储程序的闪存和用于存储数据的同步动态随机存储器，所述数字信号处理器与信号处理器连接，所述闪存和同步动态随机存储器均与数字信号处理器连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明用短波接口模块和交换接口模块分别连接电台和有线交换网络，可以实现有线交换网络和和电台之间的语音信息交互，从而实现电台和对讲机等适用于野外环境使用的无线通信设备与现有的有线通讯网络之间的互联互通。
2)信号传输的音频编解码器可以对音频信号进行编码，实现音频信号的传输，同时PTT控制器可以实现向电台发送控制信号，使电台在音质、时延、抗噪等方面性能优异，有效实现了有线通信和无线通信的融合。
3)音频变压器可以实现电台与中继接口装置之间的电气隔离，防止器件损坏及信号干扰。
4)交换接口模块实现了背板信号和中继接口装置之间的电气隔离。
5)回波处理电路有效地防止了啸叫的出现。
6)数字信号处理器可以对音频数据进行高速数字处理从而提高中继接口装置的效率。
7)闪存和同步动态随机存储器可以实现对程序和数据的存储。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、电台，2、有线交换网络，3、短波接口模块，4、交换接口模块，5、信号处理器，6、嵌入式控制器，7、背板，31、音频编解码器，32、PTT控制器，33、音频变压器，61、数字信号处理器，62、闪存，63、同步动态随机存储器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，电台通信系统包括电台1、有线交换网络2，中继接口装置包括短波接口模块3、交换接口模块4以及分别与短波接口模块3和交换接口模块4连接的控制模块，短波接口模块3与电台1连接，交换接口模块4与有线交换网络2连接；
短波接口模块3和交换接口模块4在控制模块控制下实现电台1和有线交换网络2的双向语音数据交换。
本实施例中，中继接口装置还包括背板7，背板的一端分别与电台1和有线交换网络2连接，另一端分别与短波接口模块3和交换接口模块4连接，其中，电台1通过背板7与短波接口模块3连接，有线交换网络2通过背板7与交换接口模块4连接。
短波接口模块3包括用于完成音频信号传输的音频编解码器31和用于向电台1发送控制信号的PTT控制器32，音频编解码器31的两端分别与电台1和控制模块连接，PTT控制器32的输入端与控制模块连接，输出端与电台1连接。
音频编解码器31和电台1之间设有用于电压放大和阻抗匹配的音频变压器33。
电台1输出的模拟语音信号通过音频变压器33输入给音频编解码器31，音频编解码器31输出的模拟语音信号通过音频变压器33输入给电台1，对电台1的发送控制信号(PTT)通过光耦(PTT控制12)送给电台1，这样便实现了电台1与中继接口装置之间的电气隔离。
交换接口模块4包括用于传输音频信号的ST_BUS总线和用于传输控制信号的HDLC总线，ST_BUS总线、HDLC总线的一端均通过数据总线驱动器74LVC245与有线交换网络2连接，另一端均与控制模块连接。
交换接口模块4还包括用于检测背板槽位类型的槽位信号检测器和用于为中继接口装置提供时钟的计时器，槽位信号检测器和计时器的输入端均与背板7连接，输出端均与控制模块中信号处理器5连接。
交换接口模块4还包括用于消除啸叫的回波处理电路，回波处理电路设于有线交换网络2与控制模块之间。
控制模块包括相互连接的信号处理器5和嵌入式控制器6，信号处理器5分别与短波接口模块3和交换接口模块4连接。
信号处理器5为FPGA芯片(硬件逻辑芯片)，负责信号处理，完成电台1的接口控制、与背板的通信控制、协议解析与处理、数据流控制等功能，数据经过FPGA处理后送到嵌入式控制器6进行分析，从而完成背板7的各项功能。
嵌入式控制器6包括相互连接的数字信号处理器61、用于存储程序的闪存62和用于存储数据的同步动态随机存储器63，数字信号处理器61与信号处理器5连接，闪存62和同步动态随机存储器63均与数字信号处理器61连接。
其中，本实施例中的数字信号处理器61为德州仪器的DSP，对音频数据进行高速数字处理，完成语音能量检测、语音能量变换、音频识别(噪音)、语音激励算法、语音存储转发及控制PTT等功能。
嵌入式控制器6使用话音激励检测算法，首先对有线交换网络2中的有线电话端输入的语音进行预处理(如分帧)；然后对分帧语音进行能量值计算；其次，根据声音指标门限来确定语音帧标记；最后，对电台进行相应的PTT控制，高于门限时打开PTT，低于门限时关闭PTT。
嵌入式控制器6使用存储转发算法，首先对有线电话端输入的语音进行预处理(如分帧)；然后开辟一段专有存储空间(500ms)用于语音存储；最后，等存储空间满了以后再把语音发送到相应的电台通道，从而达到延时发送的效果，避免了丢字漏字的现象发生。
嵌入式控制器6使用噪音过滤算法，通过人声识别，把电台噪音变成静音送到背板8M总线。
本具体实施方式完成模拟音频与数字音频的相互转换，使外部电台1能与有线交换网络2中其它音频媒质相互通讯，并可对电台进行控制(PTT)，在音质、时延、抗噪等方面性能优异，有效实现了有线通信和无线通信的融合。

Claims (8)

1.一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，所述电台通信系统包括电台、有线交换网络，其特征在于，所述中继接口装置包括短波接口模块、交换接口模块以及分别与短波接口模块和交换接口模块连接的控制模块，所述短波接口模块与电台连接，所述交换接口模块与有线交换网络连接；
所述短波接口模块和交换接口模块在控制模块控制下实现电台和有线交换网络的双向语音数据交换。
2.根据权利要求1所述的一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，其特征在于，所述短波接口模块包括用于完成音频信号传输的音频编解码器和用于向电台发送控制信号的PTT控制器，所述音频编解码器的两端分别与电台和控制模块连接，所述PTT控制器的输入端与控制模块连接，输出端与电台连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，其特征在于，所述音频编解码器和电台之间设有用于电压放大和阻抗匹配的音频变压器。
4.根据权利要求1所述的一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，其特征在于，所述交换接口模块包括用于传输音频信号的ST_BUS总线和用于传输控制信号的HDLC总线，所述ST_BUS总线、HDLC总线的一端均通过数据总线驱动器74LVC245与有线交换网络连接，另一端均与控制模块连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，其特征在于，所述交换接口模块还包括用于消除啸叫的回波处理电路，所述回波处理电路设于有线交换网络与控制模块之间。
6.根据权利要求1所述的一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，其特征在于，所述控制模块包括相互连接的信号处理器和嵌入式控制器，所述信号处理器分别与短波接口模块和交换接口模块连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，其特征在于，所述信号处理器为FPGA芯片。
8.根据权利要求6所述的一种用于电台通信系统的短波中继接口装置，其特征在于，所述嵌入式控制器包括相互连接的数字信号处理器、用于存储程序的闪存和用于存储数据的同步动态随机存储器，所述数字信号处理器与信号处理器连接，所述闪存和同步动态随机存储器均与数字信号处理器连接。
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