CN108882181A - 一种对讲时延和自动增益控制的管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，包括数字对讲终端、数字对讲车台、0M对讲终端、0M对讲车台、音频收发模块，通信建立检测模块，音频缓冲模块、音频AGC模块和逻辑控制模块；整体系统框图由平台和外接设备组成，其中平台指处理音频数据的软硬件系统，主要包括信号接口以及音频接口，外设主要是指对讲设备。本发明主要针对数字对讲相比传统对讲机存在的时延问题，提出了一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，结合使用场景全面阐述了装置各个模块的作用、以及相互之间的工作原理，在保证对讲语音不丢失的前提下，较好的解决了对讲时延的问题，另外通过音频AGC功能，保障了对讲设备间通信的语音质量不失真。
Description
技术领域
本发明涉及计算机信息处理技术领域，具体涉及一种对讲时延和自动增益控制的管理系统。
背景技术
通信是警务指挥的中枢，对讲机作为警务通信的重要组成部分，具有机动、便捷、保密的特点。而随着科技发展，新型数字对讲终端(本文以天翼对讲终端作阐述)的出现一定意义上取代了传统对讲机的部分使用场景，主要依靠通信范围广、业务多等特点。然而，天翼对讲终端相比传统对讲机有以下两个较为严重的缺点：
(1)天翼对讲终端工作通信的建立往往需要经历拨号的过程，故耗时较长，更严重的是当使用者忘记号码，后果就难以想象；
(2)天翼对讲终端的工作时刻离不开运营商的基站服务区。
发明内容
本发明的目的是提供一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，采用语音缓冲技术对数字对讲终端在呼叫建立中的话权延时起到优化作用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，包括数字对讲终端、数字对讲车台、350M对讲终端、350M对讲车台、音频收发模块，通信建立检测模块，音频缓冲模块、音频AGC模块和逻辑控制模块；
整体系统框图由平台和外接设备(以下简称外设)组成，其中平台指处理音频数据的软硬件系统，主要包括信号接口以及音频接口，外设主要是指对讲设备。
所述数字对讲终端为本发明系统的必要外设组成部分，数字对讲终端指代的是一类手持对讲机设备；对用户提供PTT触发按钮以及声音输入输出；终端手持机在呼叫建立前按下P TT发起对讲，需要通过运营商服务器代理转发，到达被叫侧期间需要经过秒级的延时；而在呼叫建立后，终端手持机按下PTT则立即开始对讲；PTT松开则结束对讲；终端手持机主要被用户使用；数字对讲终端与数字对讲车台配合使用；
所述数字对讲车台为本发明系统的必要外设组成部分，数字对讲车台指代的是一类对讲设备，对平台提供声音输入输出接口、PTT触发接口、通信建立准备信号；数字对讲车台与数字对讲终端配合使用；
所述350M对讲终端为本发明系统的必要外设组成部分，350M对讲终端指代的是传统的模拟数字对讲机，对外提供PTT触发按钮；主要被用户使用；对讲建立无时延；350M对讲终端与350M对讲车台配合使用；
所述350M对讲车台为本发明系统的必要外设组成部分，350M对讲车台指代的是传统的模拟数字对讲设备，对外提供声音输入输出接口、PTT触发接口；350M对讲车台与350M对讲终端配合使用；
所述音频收发模块用于负责平台和数字对讲车台、350M对讲车台间的音频数据收发；基于PCM总线的音频数据2路收发；在接收侧，系统对外设输入的语音信号按照既定采样率、精度进行采样量化，得到数字音频信号；在发送侧，系统对数字音频信号通过数模转换得到模拟信号并输出给对讲外设；对接收音频数据作音量判断，即话权是否被占用；
所述通信建立检测模块用于负责检测数字对讲车台与数字对讲终端之间通信是否建立，对数字对讲车台通信建立后外部通信建立检测引脚上高低电平变化进行识别，并将检测结果传递给逻辑控制模块；
所述音频缓冲模块用于负责对音频收发模块的数据进行缓冲处理，对音频收发模块接收的音频数据进行缓存处理；
所述音频AGC模块用于负责对音频收发模块的声音作自动增益调节；若音频收发模块接受的音频增益过大，则进行增益衰减，反之则增加；若平台输出给音频收发模块的音频增益过大，则进行增益衰减，反之则增加；保证输入输出到数字对讲车台和350M对讲车台的声音增益在合适范围内，不失真；
从主观需求看，无论是传统对讲机还是数字对讲终端，其输入音量大小大多通过旋钮调节，存在人为调节的差异性；另外，对讲设备作为用户终端，用户的使用习惯、操作方式、使用感受均有所不同，故实际音量的输入增益也存在差异性。从客观需求看，音频信号经音频编解码芯片处理，存在输入输出信号幅度范围限制，若信号过大必然导致信号失真。该模块通过分析信号的增益量值，并和标准增益参考值比较，得到反馈调节量。最终保证用户输入音量正常不失真。
所述逻辑控制模块用于负责平台功能逻辑处理，实时检测数字对讲车台、350M对讲车台的话权；实时检测通信建立检测模块上报的数字对讲车台通信建立信号；控制首发话权的车台音频数据传给未占用话权的车台。
其中，部分专业名词解释：
PTT：Push-to-Talk，按讲功能。
PoC：PTT Over Cellular，无线一键通功能。
AGC：自动增益控制。
外设：在发明中指代对讲设备和对讲终端。
平台：在发明中指代处理音频数据的软硬件系统。
话权：指对讲设备和对讲终端讲话的优先级。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明主要针对数字对讲相比传统对讲机存在的时延问题，提出了一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，结合使用场景全面阐述了装置各个模块的作用、以及相互之间的工作原理，在保证对讲语音不丢失的前提下，较好的解决了对讲时延的问题，另外通过音频AGC功能，保障了对讲设备间通信的语音质量不失真。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种对讲时延和自动增益控制的管理系统的原理结构框图；
附图数字标注：数字对讲终端(1)，数字对讲车台(2)，350M对讲终端(3)，350M对讲车台(4)，音频收发模块(5)，通信建立检测模块(6)，音频缓冲模块(7)，音频AGC模块(8)，逻辑控制模块(9)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示：本发明提供一种对讲时延和自动增益控制的管理系统的具体实施例，一种对讲时延和AGC的系统包括数字对讲终端(1)、数字对讲车台(2)、350M对讲终端(3)、350M对讲车台(4)、音频收发模块(5)，通信建立检测模块(6)，音频缓冲模块(7)、音频AGC模块(8)，以及逻辑控制模块(9)。
如图1所示，整体系统框图由平台和外接设备(以下简称外设)组成，其中平台主要包括信号接口以及音频接口，外设主要是指对讲设备。
1.1数字对讲终端(1)
该部分为所述系统的必要外设组成部分。数字对讲终端指代的是一类手持对讲机设备，对用户提供PTT触发按钮以及声音输入输出；终端手持机在呼叫建立前按下PTT发起对讲，需要通过运营商服务器代理转发，到达被叫侧期间需要经过秒级的延时；而在呼叫建立后，终端手持机按下PTT则立即开始对讲；PTT松开则结束对讲；终端手持机主要被用户使用；终端手持机一般和数字对讲车台(2)配合使用。
1.2数字对讲车台(2)
该部分为所述系统的必要外设组成部分。数字对讲车台指代的是一类对讲设备，对平台提供声音输入输出接口、PTT触发接口、通信建立准备信号；数字对讲车台和数字对讲终端(1)配合使用。
1.3 350M对讲终端(3)
该部分为所述系统的必要外设组成部分。350M对讲终端指代的是传统的模拟数字对讲机，对外提供PTT触发按钮；主要被用户使用；对讲建立无时延；和350M对讲车台(4)配合使用。
1.4 350M对讲车台(4)
该部分为所述系统的必要外设组成部分。350M对讲车台指代的是传统的模拟数字对讲设备，对外提供声音输入输出接口、PTT触发接口；和350M对讲终端(3)配合使用。
1.5音频收发模块(5)
该部分负责平台和数字对讲车台(2)、350M对讲车台(4)间的音频数据收发。基于PCM总线的音频数据2路收发；在接收侧，系统对外设输入的语音信号按照既定采样率、精度进行采样量化，得到数字音频信号；在发送侧，系统对数字音频信号通过数模转换得到模拟信号并输出给对讲外设；对接收音频数据作音量判断，即话权是否被占用。
1.6通信建立检测模块(6)
该部分负责检测数字对讲车台(2)和数字对讲终端(1)间通信是否建立，对数字对讲车台(2)通信建立后外部通信建立检测引脚上高低电平变化进行识别，并将检测结果传递给逻辑控制模块(9)。
1.7音频缓冲模块(7)
该部分负责对音频收发模块(5)的数据进行缓冲处理，对音频收发模块(5)接收的音频数据进行缓存处理。
1.8音频AGC模块(8)
该部分负责对音频收发模块(5)的声音作自动增益调节，若音频收发模块(5)接受的音频增益过大，则进行增益衰减，反之则增加；若平台输出给音频收发模块的音频增益过大，则进行增益衰减，反之则增加；保证输入输出到数字对讲车台(2)和350M对讲车台(4)的声音增益在合适范围内，不失真。
从主观需求看，无论是传统对讲机还是数字对讲终端，其输入音量大小大多通过旋钮调节，存在人为调节的差异性；另外，对讲设备作为用户终端，用户的使用习惯、操作方式、使用感受均有所不同，故实际音量的输入增益也存在差异性。从客观需求看，音频信号经音频编解码芯片处理，存在输入输出信号幅度范围限制，若信号过大必然导致信号失真。该模块通过分析信号的增益量值，并和标准增益参考值比较，得到反馈调节量。最终保证用户输入音量正常不失真。
1.9逻辑控制模块(9)
该部分负责平台功能逻辑处理，实时检测数字对讲车台(2)、350M对讲车台(4)的话权；实时检测通信建立检测模块(6)上报的数字对讲车台通信建立信号；控制首发话权的车台音频数据传给未占用话权的车台。
基于上述一种对讲时延和自动增益控制的管理系统的具体应用场景，具体可分为四种场景，其实现步骤如下：
场景一：数字对讲车台(2)和数字对讲终端(1)通信未建立，数字对讲终端发起对讲
a、用户按下数字对讲终端(1)的PTT_u1按钮，数字对讲终端(1)向运营商发起呼叫请求，运营商将呼叫请求处理后，分组代理转发给数字对讲车台(2)，并等待数字对讲车台(2)应答，待收到应答后，通知数字对讲终端(1)通信已建立，同时数字对讲车台(2)将准备信号通知给通信建立检测模块(6)。
b、数字对讲终端(1)讲话，声音传输给数字对讲车台(2)，再通音频接口R1传输给音频收发模块(5)，再由音频缓冲模块(7)进行数据缓存；
c、逻辑控制模块(9)判断准备信号已建立，控制PTT2打开，同时控制R1接收的缓存音频数据通过音频接口T2发送给350M对讲车台；
d、350M对讲终端正常接收350M对讲车台发送过来的音频并播放。
场景二：数字对讲车台(2)和数字对讲终端(1)通信已建立，数字对讲终端发起对讲
e、用户按下数字对讲终端(1)的PTT_u1按钮，数字对讲终端(1)向运营商请求呼叫，运营商将呼叫请求处理后，分组代理转发给数字对讲车台(2)，同时通知数字对讲终端(1)通信已建立。数字对讲车台(2)将准备信号通知给通信建立检测模块(6)。
f、数字对讲终端(1)讲话，声音传输给数字对讲车台(2)，再通音频接口R1传输给音频收发模块(5)，再由音频缓冲模块(7)进行数据缓存；
g、逻辑控制模块(9)判断准备信号已建立，控制PTT2打开，同时控制R1接收的缓存音频数据通过音频接口T2发送给350M对讲车台；
h、350M对讲终端正常接收350M对讲车台发送过来的音频并播放。
场景三：数字对讲车台(2)和数字对讲终端(1)通信未建立，350M对讲终端发起对讲
i、用户按下350M对讲终端(3)的PTT_u2按钮，350M对讲终端(3)将呼叫请求发送给350M对讲车台(4)。
j、350M对讲终端(3)讲话，声音传输给350M对讲车台(4)，再通音频接口R2传输给音频收发模块(5)，再由音频缓冲模块(7)进行数据缓存；
k、逻辑控制模块(9)判断准备信号未建立，控制PTT1打开，并等待通信建立检测模块(6)有效信号；
l、逻辑控制模块(9)检测到准备信号后，控制音频缓冲模块(7)将R2接收的音频数据通过T1发送给数字对讲车台(2)；
m、数字对讲终端(1)正常接收数字对讲车台(2)发送过来的音频并播放。
场景四：数字对讲车台(2)和数字对讲终端(1)通信已建立，350M对讲终端发起对讲
n、用户按下350M对讲终端(3)的PTT_u2按钮，350M对讲终端(3)将呼叫请求发送给350M对讲车台(4)。
o、350M对讲终端(3)讲话，声音传输给350M对讲车台(4)，再通音频接口R2传输给音频收发模块(5)，再由音频缓冲模块(7)进行数据缓存；
p、逻辑控制模块(9)判断准备信号已建立，控制音频缓冲模块(7)将R2接收的音频数据通过T1发送给数字对讲车台(2)；
q、数字对讲终端(1)正常接收数字对讲车台(2)发送过来的音频并播放。
采用本发明上述技术方案，主要针对数字对讲相比传统对讲机存在的时延问题，提出了一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，结合使用场景全面阐述了装置各个模块的作用、以及相互之间的工作原理，在保证对讲语音不丢失的前提下，较好的解决了对讲时延的问题，另外通过音频AGC功能，保障了对讲设备间通信的语音质量不失真。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包括，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，其特征在于，包括数字对讲终端(1)、数字对讲车台(2)、350M对讲终端(3)、350M对讲车台(4)、音频收发模块(5)，通信建立检测模块(6)，音频缓冲模块(7)、音频AGC模块(8)和逻辑控制模块(9)；
所述音频收发模块(5)用于负责平台和数字对讲车台(2)、350M对讲车台(4)间的音频数据收发；基于PCM总线的音频数据2路收发；在接收侧，系统对外设输入的语音信号按照既定采样率、精度进行采样量化，得到数字音频信号；在发送侧，系统对数字音频信号通过数模转换得到模拟信号并输出给对讲外设；对接收音频数据作音量判断，即话权是否被占用；
所述通信建立检测模块(6)用于负责检测数字对讲车台(2)与数字对讲终端(1)之间通信是否建立，对数字对讲车台(2)通信建立后外部通信建立检测引脚上高低电平变化进行识别，并将检测结果传递给逻辑控制模块(9)；
所述音频缓冲模块(7)用于负责对音频收发模块(5)的数据进行缓冲处理，对音频收发模块(5)接收的音频数据进行缓存处理；
所述音频AGC模块(8)用于负责对音频收发模块(5)的声音作自动增益调节；若音频收发模块(5)接受的音频增益过大，则进行增益衰减，反之则增加；若平台输出给音频收发模块的音频增益过大，则进行增益衰减，反之则增加；保证输入输出到数字对讲车台(2)和350M对讲车台(4)的声音增益在合适范围内，不失真；
所述逻辑控制模块(9)用于负责平台功能逻辑处理，实时检测数字对讲车台(2)、350M对讲车台(4)的话权；实时检测通信建立检测模块(6)上报的数字对讲车台通信建立信号；控制首发话权的车台音频数据传给未占用话权的车台。
2.根据权利要求1中所述的一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，其特征在于，所述数字对讲终端(1)为本发明系统的必要外设组成部分，数字对讲终端(1)指代的是一类手持对讲机设备；对用户提供PTT触发按钮以及声音输入输出；终端手持机在呼叫建立前按下PTT发起对讲，需要通过运营商服务器代理转发，到达被叫侧期间需要经过秒级的延时；而在呼叫建立后，终端手持机按下PTT则立即开始对讲；PTT松开则结束对讲；终端手持机主要被用户使用；数字对讲终端(1)与数字对讲车台(2)配合使用。
3.根据权利要求1中所述的一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，其特征在于，所述数字对讲车台(2)为本发明系统的必要外设组成部分，数字对讲车台(2)指代的是一类对讲设备，对平台提供声音输入输出接口、PTT触发接口、通信建立准备信号；数字对讲车台(2)与数字对讲终端(1)配合使用。
4.根据权利要求1中所述的一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，其特征在于，所述350M对讲终端(3)为本发明系统的必要外设组成部分，350M对讲终端指代的是传统的模拟数字对讲机，对外提供PTT触发按钮；主要被用户使用；对讲建立无时延；350M对讲终端(3)与350M对讲车台(4)配合使用。
5.根据权利要求1中所述的一种对讲时延和自动增益控制的管理系统，其特征在于，所述350M对讲车台(4)为本发明系统的必要外设组成部分，350M对讲车台(4)指代的是传统的模拟数字对讲设备，对外提供声音输入输出接口、PTT触发接口；350M对讲车台(4)与350M对讲终端(3)配合使用。
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