CN106301453A - 模拟信号时分传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所提出的一种模拟信号时分收发信机的模拟信号时分传输方法，所述的模拟信号时分收发信机通过模拟信号时分发送控制器对模拟电子开关对进行开关控制，将连续发送的原始模拟信号变成不连续发送，即时分发送，并在接收端将时分发送的模拟信号予以复原，实现对原始模拟信号进行时分传输及复原，也能够与原有模拟信号连续传输方式兼容共存，且具有对原模拟信号干扰低，兼容性好的特点。
Description
技术领域
本发明是一种模拟信号时分收发信机及模拟信号时分传输方法，适用于常规无线通信系统，属于无线电对讲通信技术领域。
背景技术
在目前的无线电对讲技术中，通常采用的是模拟信号的连续传输方式，在同频中继传输中，为有效使用同频信道及避免回授自激，需要对原始模拟信号进行时分发送及接收复原，而现有技术在对模拟信号进行数字化时分发送及接收复原过程中，需要对原模拟传输系统进行较大的变化处理，会对原模拟传输系统产生干扰影响，甚至不能正常接收解调原有模拟信号，即不能与原有模拟信号连续传输方式兼容共存；与本发明技术最为接近的对比技术为，专利号200910059433.3, 模拟信号时分收发信机及模拟信号时分传输方法,其中提出了解决上述问题的一些技术方案，但对比技术有不完整的缺陷，不能有效地达到解决上述问题目的。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种能够实现对模拟信号进行时分传输，且具有对原有模拟信号干扰低，兼容性好的模拟信号时分传输方法。为达到上述目的，本发明介绍一种模拟信号时分传输方法，包含有模拟信号收发信机、微处理器，所述的模拟信号时分收发信机中的发射机回路中有一个发送模拟信号检测器、一个发送延时补偿器、一个失真检测器、一个模拟电子开关及一个模拟信号时分发送控制器，发射机的载频信号输出端与发送模拟信号检测器、失真检测器及发送延时补偿器的信号输入端相连接，发送延时补偿器的输出端与模拟电子开关的信号输入端相连接，发送延时补偿器还接收来自模拟信号时分发送控制器的控制信号，模拟信号检测器输出端及失真检测器输出端与模拟信号时分发送控制器的信号输入端连接，模拟信号时分发送控制器的控制输出端与模拟电子开关的工作状态控制输入端相连接，模拟电子开关的信号输出端与发射机功放输入端及失真检测器输入端相连接；在接收机回路中有一个接收模拟信号特征检测器、一个时分模拟信号复原发生器及一个时分模拟信号复原控制器，接收机接收信号放大器输出端与接收模拟信号特征检测器的信号输入端相连接，接收模拟信号特征检测器输出端与时分模拟信号复原控制器信号输入端相连接，时分模拟信号复原控制器控制输出端与时分模拟信号复原发生器控制输入端相连接，时分模拟信号复原发生器信号输出端与接收机信号处理部分的输入端相连接，其特征在于所述模拟信号时分收发信机采用以下模拟信号时分传输方法：
（1）在模拟信号时分发送控制器的时分发送控制软件中设定时分发送时间基准长度及时分发送间隔时间基准长度，并执行以下工作方法：
①模拟信号时分收发信机对原始模拟信号进行时分发送的发送时间长度及间隔时间长度不小于原始模拟信号的一个波长；
②模拟信号时分发送控制器根据模拟信号检测器对原始模拟信号的检测结果、设定的时分发送时间基准长度及间隔时间基准长度参数决定模拟电子开关的开启时间及关闭时间，并根据失真检测器的检测结果反馈对发送延时补偿器的延时参数、模拟电子开关的开启时间及关闭时间进行调整；
③模拟信号时分发送控制器按照（1）中②所述得到的模拟电子开关的开启时间及关闭时间的对模拟电子开关进行开启及关闭控制；
④模拟信号时分发送控制器在启动模拟信号收发信机发射载频信号时，首先发送带有同步信号码的载频信号；在结束发射载频信号前发送带有结束信号码的载频信号；
（2）在时分模拟信号复原控制器中的时分接收控制软件中设定时分补偿时间，该补偿时间不小于模拟信号时分发送时间间隔基准长度，并执行以下工作方法：
①模拟信号收发信机在接收到带有同步信号码的载频信号后，启动接收并予以计时及同步处理接收信号；
②接收模拟信号特征检测器对接收到的时分发送信号进行特征检测，时分模拟信号复原控制器根据检测结果控制模拟信号发生器输出具有与时分发送信号相同特征的模拟信号；
③模拟信号收发信机在接收到带有结束信号码的载频信号后，停止接收载频信号；
④当接收的时分发送信号结束后，时分模拟信号复原控制器控制时分模拟信号复原发生器继续输出具有与最后接收到的时分发送信号特征相同的模拟信号，直到模拟信号特征检测器检测到新的时分发送信号时，则按上述（2）中②所述工作方法执行，时分模拟信号复原发生器的输出信号在电压零点接续或电流零点进行接续输出，如果模拟信号特征检测器没有检测到新的时分发送信号，则到达设定的补偿时间后时分模拟信号复原发生器停止输出。
本发明的工作原理及有益效果
在模拟信号发送端，通过模拟信号时分发送控制器对模拟电子开关对进行开关控制，将连续发送的原始模拟信号变成不连续发送，即时分发送，并在发送载频信号的起始端发送同步信号便于同步处理接收信号，在发送载频信号的结束端发送结束码，便于确认接收结束，不同与数字化通信的取样方式，本发明的发送及间隔时间至少大于原始模拟信号的一个波长，模拟信号时分发送控制器根据发送模拟信号检测器对连续发送的原始模拟信号的检测结果及失真检测器的检测结果反馈决定模拟电子开关的开关时间及发送延时补偿器的延迟补偿时间，可以降低因模拟电子开关对原始模拟信号开关切换所产生的谐波干扰；在接收端，通过时分模拟信号复原发生器将接收到的时分模拟信号进行复原，复原的方式为接收模拟信号特征检测器随时对接收到的时分发送信号进行特征检测，时分模拟信号复原控制器根据检测结果控制模拟信号发生器输出具有与时分发送信号相同特征的模拟信号，时分模拟信号复原发生器在没有接收到时分模拟信号的时间段上发出与最后接收到的时分模拟信号相同的特征参数的模拟信号来补偿这阶段的模拟信号空缺；通过对人类的语音分析研究中知道，人的语音信号具有短时不变的特征，即在5～50ms的时间段中，语音信号可以认为是不改变的，因此在一定的时间段中，采用前一时期语音信号来代替后一时间段的语音信号，而不会对语音通信带来太大的影响，为减少复原模拟信号所带来的谐波干扰，时分模拟信号复原发生器的输出信号在电压零点或电流零点对输出信号进行接续输出。
附图说明
图1是本发明一实施例所述的模拟信号时分收发信机原理图；
图2是本发明一实施例的时分发送控制软件主要工作流程图；
图3是本发明一实施例的时分接收控制软件主要工作流程图。
具体实施方式
以下以附图为例说明本发明的实施例。
图1表示出一例应用本发明的模拟信号时分收发信机原理图，其中：
（1）为模拟信号时分收发信机的发射机回路，（2）为失真检测器，采用信号比较模块即可，（3）为模拟信号时分发送控制器，采用微处理器系统构成，（4）为发送模拟信号检测器，采用过零检测器组成，（5）为发射机功放模块，（6）为模拟电子开关，采用常规电子开关，（7）为发送延时补偿器，采用可控延时器，（8）为原始模拟信号发生器，采用麦克风、音频放大器、本振电路及调制器等模块组成（9）为天馈线系统，采用常规天线及馈线构成，（10）为模拟信号时分收发信机的接收机回路，（11）为时分模拟信号复原控制器，采用微处理器系统构成，（12）为接收机接收信号放大器，（13）为接收模拟信号特征检测器，采用过零检测器组成，（14）为时分模拟信号复原发生器，采用可控信号发生器模块构成，（15）为接收信号处理器，采用变频器、解调器、音频放大器及扬声器等模块组成；发射机的原始模拟信号发生器的原始模拟信号输出端，即载频信号输出端与发送模拟信号检测器及发送延时补偿器的信号输入端相连接，发送延时补偿器的输出端与模拟电子开关的信号输入端相连接，发送延时补偿器还接收来自模拟信号时分发送控制器的控制信号，模拟信号检测器输出端与模拟信号时分发送控制器的信号输入端连接，模拟信号时分发送控制器的控制输出端分别与模拟电子开关的工作状态控制输入端相连接，模拟电子开关的信号输出端与发射机功放输入端相连接，发射机功放输出端与天馈线系统相连接；与天馈线系统相连接的接收机接收信号放大器输出端与接收模拟信号特征检测器的信号输入端相连接，接收模拟信号特征检测器输出端与时分模拟信号复原控制器信号输入端相连接，时分模拟信号复原控制器控制输出端与时分模拟信号复原发生器控制输入端相连接，时分模拟信号复原发生器信号输出端与接收机信号处理部分的输入端相连接，接收机信号处理部分执行将输入信号进行变频、放大、解调、音频放大及输出等功能。
图2是本发明一实施例的时分发送控制软件主要工作流程图，模拟信号时分发送控制器在时分发送控制软件的控制下实现下工作方法：
在模拟信号时分发送控制器的时分发送控制软件中设定时分发送时间基准长度及时分发送间隔时间基准长度，并执行以下工作方法：
①模拟信号时分收发信机对原始模拟信号进行时分发送的发送时间长度及间隔时间长度不小于原始模拟信号的一个波长；
②模拟信号时分发送控制器根据模拟信号检测器对原始模拟信号的检测结果、设定的时分发送时间基准长度及间隔时间基准长度参数决定模拟电子开关的开启时间及关闭时间，并根据失真检测器的检测结果反馈对发送延时补偿器的延时参数、模拟电子开关的开启时间及关闭时间进行调整；
③模拟信号时分发送控制器按照（1）中②所述得到的模拟电子开关的开启时间及关闭时间的对模拟电子开关进行开启及关闭控制；
④模拟信号时分发送控制器在启动模拟信号收发信机发射载频信号时，首先发送带有同步信号码的载频信号；在结束发射载频信号前发送带有结束信号码的载频信号；
图3是本发明一实施例的时分接收控制软件主要工作流程图，时分模拟信号复原控制器在时分接收控制软件的控制下实现下工作方法：
在时分模拟信号复原控制器中的时分接收控制软件中设定时分补偿时间，该补偿时间不小于模拟信号时分发送时间间隔基准长度，并执行以下工作方法：
①模拟信号收发信机在接收到带有同步信号码的载频信号后，启动接收并予以计时及同步处理接收信号；
②接收模拟信号特征检测器对接收到的时分发送信号进行特征检测，时分模拟信号复原控制器根据检测结果控制模拟信号发生器输出具有与时分发送信号相同特征的模拟信号；
③ 模拟信号收发信机在接收到带有结束信号码的载频信号后，停止接收载频信号；
④当接收的时分发送信号结束后，时分模拟信号复原控制器控制时分模拟信号复原发生器继续输出具有与最后接收到的时分发送信号特征相同的模拟信号，直到模拟信号特征检测器检测到新的时分发送信号时，则按上述（2）中②所述工作方法执行，时分模拟信号复原发生器的输出信号在电压零点接续或电流零点进行接续输出，如果模拟信号特征检测器没有检测到新的时分发送信号，则到达设定的补偿时间后时分模拟信号复原发生器停止输出；
按照上述模拟信号时分收发信机原理图结构进行模块配置及连线，设置元器件，并按上述工作方法编制程序及设置相应工作参数即可完成本发明的实施。
此外，本发明还可以是在模拟信号时分收发信机中有一个模拟信号时分发送取样器，在模拟信号时分发送控制器的控制软件中设定的取样频率及取样时间基准长度参数，并执行以下工作方法：
（1）模拟信号时分收发信机对原始模拟信号进行时分取样发送的取样时间长度不小于原始模拟信号的一个波长，取样频率不大于原始模拟信号的频率；
（2）模拟信号时分发送控制器根据模拟信号检测器对原始模拟信号的检测结果、设定的取样频率及取样时间基准长度参数决定对原始模拟信号进行取样的起始时间及终止时间，并根据失真检测器的检测结果反馈对模拟取样信号的起始时间及终止时间进行调整。
这样做其实质上仍然是对原始模拟信号进行时分发送，但采用了不同的实现方式，即采用取样器控制对原模拟信号的时分发送及关闭发送，这使得本发明更易于实施。
此外，本发明还可以是在对原始模拟信号的时分传输起始时间及终止时间处于原始模拟信号的电压零点或电流零点，这样做可以使得本发明在对原始模拟信号进行时分发送时所产生的谐波干扰有所降低，有利于提高传输效果。
此外，本发明还可以是在时分模拟信号复原控制器控制时分模拟信号复原发生器所输出的模拟信号延迟于接收模拟信号特征检测器所接收到的时分发送信号的时间不小于两次相邻的时分发送信号的间隔时间，时分模拟信号复原控制器对接收模拟信号特征检测器所接收到的两次相邻时间段的时分发送信号特征参数的检测结果进行增量测算，将该增量按该两次相邻时分发送信号间隔时间长度进行对应增量量化，时分模拟信号复原控制器根据该对应增量量化值控制时分模拟信号复原发生器在相对于接收的两次相邻的时分发送信号间隔的时间段中所输出的信号特征参数在前次输出的信号特征参数的基础上按时序时间做对应的增量变化；对本方式有如下进一步的一个实施说明：
设一个时分模拟信号发送段的末尾时间为tn-1，相邻后一个时分模拟信号发送段的起始时间为tn+1，时分模拟信号的特征参数为频率f(t)，
在tn-1时：f(tn-1)=fn-1
在tn+1时：f(tn+1)=fn+1 则：
在△t=t n+1-t n-1期间，频率变化量为：
△f=f n+1-f n-1
设定在该时间内，时分模拟信号的频率参数变化为线性变化，则，在该对应时间段内，即无时分模拟信号接收期间，时分模拟信号复原发生器所对应输出的模拟信号频率为：
f(t)= fn-1+(t- tn-1)×△f/△t（其中：tn-1≤t≤tn+1）
这样，即对时分发送的模拟信号所缺失的时分模拟信号进行还原时，对相邻两次时分模拟信号中的还原原始模拟信号的特征变化量也予以了补偿，这样做可以有效降低在恢复原始模拟信号所带来的失真度，有利于提高传输效果，在实施中，也可以设定时分模拟信号的频率参数变化为非线性变化。
此外，本发明还可以是在对模拟信号的时分发送及接收复原处理模块设置在中频回路中，并在中频回路中实现模拟信号的时分发送及接收复原处理过程，这样可以降低对器件及模块的工作频率要求，使得本发明更容易实施。
本发明所提出的一种模拟信号时分收发信机的模拟信号时分传输方法，所述的模拟信号时分收发信机通过模拟信号时分发送控制器对模拟电子开关对进行开关控制，将连续发送的原始模拟信号变成不连续发送，即时分发送，并在接收端将时分发送的模拟信号予以复原，实现对原始模拟信号进行时分传输及复原，也能够与原有模拟信号连续传输方式兼容共存，且具有对原模拟信号干扰低，兼容性好的特点。
Claims (4)
1.一种模拟信号时分传输方法，包含有模拟信号收发信机、微处理器，所述的模拟信号时分收发信机中的发射机回路中有一个发送模拟信号检测器、一个发送延时补偿器、一个失真检测器、一个模拟电子开关及一个模拟信号时分发送控制器，发射机的载频信号输出端与发送模拟信号检测器、失真检测器及发送延时补偿器的信号输入端相连接，发送延时补偿器的输出端与模拟电子开关的信号输入端相连接，发送延时补偿器还接收来自模拟信号时分发送控制器的控制信号，模拟信号检测器输出端及失真检测器输出端与模拟信号时分发送控制器的信号输入端连接，模拟信号时分发送控制器的控制输出端与模拟电子开关的工作状态控制输入端相连接，模拟电子开关的信号输出端与发射机功放输入端及失真检测器输入端相连接；在接收机回路中有一个接收模拟信号特征检测器、一个时分模拟信号复原发生器及一个时分模拟信号复原控制器，接收机接收信号放大器输出端与接收模拟信号特征检测器的信号输入端相连接，接收模拟信号特征检测器输出端与时分模拟信号复原控制器信号输入端相连接，时分模拟信号复原控制器控制输出端与时分模拟信号复原发生器控制输入端相连接，时分模拟信号复原发生器信号输出端与接收机信号处理部分的输入端相连接，其特征在于所述模拟信号时分收发信机采用以下模拟信号时分传输方法：
（1）在模拟信号时分发送控制器的时分发送控制软件中设定时分发送时间基准长度及时分发送间隔时间基准长度，并执行以下工作方法：
①模拟信号时分收发信机对原始模拟信号进行时分发送的发送时间长度及间隔时间长度不小于原始模拟信号的一个波长；
②模拟信号时分发送控制器根据模拟信号检测器对原始模拟信号的检测结果、设定的时分发送时间基准长度及间隔时间基准长度参数决定模拟电子开关的开启时间及关闭时间，并根据失真检测器的检测结果反馈对发送延时补偿器的延时参数、模拟电子开关的开启时间及关闭时间进行调整；
③模拟信号时分发送控制器按照（1）中②所述得到的模拟电子开关的开启时间及关闭时间的对模拟电子开关进行开启及关闭控制；
④模拟信号时分发送控制器在启动模拟信号收发信机发射载频信号时，首先发送带有同步信号码的载频信号；在结束发射载频信号前发送带有结束信号码的载频信号；
（2）在时分模拟信号复原控制器中的时分接收控制软件中设定时分补偿时间，该补偿时间不小于模拟信号时分发送时间间隔基准长度，并执行以下工作方法：
①模拟信号收发信机在接收到带有同步信号码的载频信号后，启动接收并予以计时及同步处理接收信号；
②接收模拟信号特征检测器对接收到的时分发送信号进行特征检测，时分模拟信号复原控制器根据检测结果控制模拟信号发生器输出具有与时分发送信号相同特征的模拟信号；
③模拟信号收发信机在接收到带有结束信号码的载频信号后，停止接收载频信号；
④当接收的时分发送信号结束后，时分模拟信号复原控制器控制时分模拟信号复原发生器继续输出具有与最后接收到的时分发送信号特征相同的模拟信号，直到模拟信号特征检测器检测到新的时分发送信号时，则按上述（2）中②所述工作方法执行，时分模拟信号复原发生器的输出信号在电压零点接续或电流零点进行接续输出，如果模拟信号特征检测器没有检测到新的时分发送信号，则到达设定的补偿时间后时分模拟信号复原发生器停止输出。
2.如权利要求1所述的模拟信号时分传输方法，其特征在于所述的模拟信号时分收发信机中有一个模拟信号时分发送取样器，在模拟信号时分发送控制器的控制软件中设定的取样频率及取样时间基准长度参数，并执行以下工作方法：
（1）模拟信号时分收发信机对原始模拟信号进行时分取样发送的取样时间长度不小于原始模拟信号的一个波长，取样频率不大于原始模拟信号的频率；
（2）模拟信号时分发送控制器根据模拟信号检测器对原始模拟信号的检测结果、设定的取样频率及取样时间基准长度参数决定对原始模拟信号进行取样的起始时间及终止时间，并根据失真检测器的检测结果反馈对模拟取样信号的起始时间及终止时间进行调整。
3.如权利要求1所述的模拟信号时分传输方法，其特征在于对原始模拟信号的时分传输起始时间及终止时间处于原始模拟信号的电压零点或电流零点。
4.如权利要求1所述的模拟信号时分传输方法，其特征在于时分模拟信号复原控制器控制时分模拟信号复原发生器所输出的模拟信号延迟于接收模拟信号特征检测器所接收到的时分发送信号的时间不小于两次相邻的时分发送信号的间隔时间，时分模拟信号复原控制器对接收模拟信号特征检测器所接收到的两次相邻时间段的时分发送信号特征参数的检测结果进行增量测算，将该增量按该两次相邻时分发送信号间隔时间长度进行对应增量量化，时分模拟信号复原控制器根据该对应增量量化值控制时分模拟信号复原发生器在相对于接收的两次相邻的时分发送信号间隔的时间段中所输出的信号特征参数在前次输出的信号特征参数的基础上按时序时间做对应的增量变化。
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