CN111224689A - 对讲机增强接收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对讲机增强接收系统，系统至少包括主机、从机两台对讲机，主机和从机的接收机均包括天线和解调器，解调器包括射频前端和鉴频器，从机的鉴频信号连接到主机，主机还包括：A/D转换器，A/D转换器与两个鉴频器相连接，用于将模拟信号转换为数字信号；SNR计算单元，SNR计算单元连接A/D转换器，用于计算出两路信号的信噪比；信号合成器，信号合成器连接SNR计算模块，用于按照两路信号SNR之比加权生成最终信号；输出单元，输出单元连接信号合成器，用于输出音频或数据信息。本发明充分利用多个对讲机的接收信号来增强最终的解调效果，改善误码率，对于有同伴一起执行任务的场景，能显著改善对讲机接收呼叫的可靠性。
Description
技术领域
本发明主要涉及对讲机相关技术领域，具体是对讲机增强接收系统。
背景技术
如图1所示，为现有技术中对讲机接收机结构示意图。一般接收机包括依次连接的天线、前置放大器、中频电路、鉴频器、A/D转换器、判决器、解码器以及语音或数据输出。对讲机所用的接收机结构中都是利用自有的唯一天线接收的信号进行接收，在信号比较弱的区域会因信号衰落或干扰而造成接收时断时续，影响关键字传送。而在很多使用场景中，局部区域会存在不止一台对讲机同时接收，这些机器的信号衰落情况不一。在弱信号情况，有时这台收到几个字，有时另一台收到几个字，却没有一台能收到完整的内容，造成沟通困难。申请人在对两台独立接收机接收到的信号电平(单位dBm)随时间的波动情况进行实验时发现，通常电平低于-120dBm就无法接收，统计出来两台机器的失败率分别为36％和32％，基本都无法收到完整信息。
对讲机的一种典型应用场景是几人为一个小组来执行任务，比如警察巡查。此时每个人都有一部对讲机，这些对讲机的接收信号衰落情况不同，如果合成到一起就能互相弥补信号的不足。因此，基于上述对讲机的使用场景，设计一种对讲机增强接收系统是本领域技术人员亟需解决的一项技术问题。
发明内容
为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种对讲机增强接收系统，适合对FM/MFSK(如4FSK)信号进行解调，其充分利用多个对讲机的接收信号来增强最终的解调效果，改善误码率；对于有同伴一起执行任务的场景，能显著改善对讲机接收呼叫的可靠性。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
对讲机增强接收系统，所述系统至少包括一台作为主机的对讲机以及一台作为从机的对讲机，所述主机和从机的接收机均包括天线和解调器，解调器包括射频前端和鉴频器，所述从机的鉴频信号连接到主机，所述主机还包括：
A/D转换器，所述A/D转换器与两个鉴频器相连接，用于将模拟信号转换为数字信号；
SNR计算单元，所述SNR计算单元连接A/D转换器，用于计算出两路信号的信噪比；
信号合成器，所述信号合成器连接SNR计算模块，用于按照两路信号SNR之比加权生成最终信号；
输出单元，所述输出单元连接信号合成器，用于输出音频或数据信息。
进一步的，所述主机还包括：
判决器，所述判决器连接信号合成器，用于将合成后的信号进行判决；
解码器，所述解码器连接判决器，用于将判决后的信号进行解码输出；
所述信号合成器连接解码器用于输出音频或数据信息。
进一步的，从机鉴频信号通过导线传输到主机。
进一步的，系统在各模块之间可设置信号调理电路。
本发明的有益效果：
本发明提供一种对讲机增强接收机，把两个接收机鉴频器之后信号采集到一个机器中集中处理，通过衡量两者的SNR来确定合并时的加权比例来改善合并效果，合并后的信号质量优于任何一个单个对讲机的接收信号。同样利用如背景技术中提到的实验条件，在进行最大SNR合并的情况下，统计出合并后的信号接收失败率为9％，远低于任何一个独立接收机。因此，本发明适合对FM/MFSK(如4FSK)信号进行解调，其充分利用多个对讲机的接收信号来增强最终的解调效果，改善误码率，对于有同伴一起执行任务的场景，能显著改善对讲机接收呼叫的可靠性。
附图说明
附图1为现有技术中接收机相关结构示意图。
附图2为本发明对讲机接增强接收系统示意图。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图2所示，本发明的对讲机增强接收系统包括两台对讲机接收机的天线和解调器，解调器包含射频前端和鉴频器，一台对讲机为主机，另一台为从机；
从机将鉴频输出通过导线连接到主机；主机还包括对两路鉴频信号进行采样的A/D转换器、把A/D转换器信号进行SNR计算的单元、把两路鉴频信号合并在一起的信号合成单元、对合并信号进行最终判决的判决器、对判决结果进一步处理的解码和输出单元。
本发明的天线、解调器、A/D转换器、SNR计算单元、信号合成器和判决器、解码输出依次相连，在各模块之间还可以设置滤波电路等信号调理电路。从机的解调信号经过导线等方式连接到主机A/D转换器上。解调器与接收天线相连接，适合于根据需求将接收信号放大、滤波和鉴频；A/D转换器，其与两个鉴频器相连接，适合于把模拟信号转换为后续处理的数字信号；SNR计算单元计算出两路信号的信噪比；信号合成器，适用于按两者SNR之比加权生成最终信号；判决器，适合于将合成后的信号进行判决(仅用于数字对讲机)；解码器，适合于将判决后的信号进行解码输出(仅用于数字对讲机)；输出单元，输出音频或数据信息。
本发明的具体工作原理如下：
主从机两部天线接收的射频信号经过各自解调器前置放大器放大、滤波以及鉴频后，进入A/D转换器转化为两路数字信号，记为S1和S2；它们被分别计算SNR，记为SNR1和SNR2，
SNRi＝signal(Si)/noise(Si)；(i＝1或2)
signal(Si)是Si的信号功率，noise(Si)是Si的噪声功率，
设合成信号为S3，则
S3＝S1(如果SNR1>＝SNR2)；
S3＝S2(如果SNR1<SNR2)；
S3在数字信号处理器内完成后续定时同步、判决并恢复数据，对此不赘述。
实验表明，本发明适合对FM/MFSK(如4FSK)信号进行解调，其充分利用多个接收机接收信号的非相关性来增强弱信号环境下的接收效果，在信号合成中利用SNR关系来分配合成比例，增强接收效果，提升弱信号对讲场景的呼通率。
Claims (4)
1.对讲机增强接收系统，所述系统至少包括一台作为主机的对讲机以及一台作为从机的对讲机，所述主机和从机的接收机均包括天线和解调器，解调器包括射频前端和鉴频器，其特征在于，所述从机的鉴频信号连接到主机，所述主机还包括：
A/D转换器，所述A/D转换器与两个鉴频器相连接，用于将模拟信号转换为数字信号；
SNR计算单元，所述SNR计算单元连接A/D转换器，用于计算出两路信号的信噪比；
信号合成器，所述信号合成器连接SNR计算模块，用于按照两路信号SNR之比加权生成最终信号；
输出单元，所述输出单元连接信号合成器，用于输出音频或数据信息。
2.根据权利要求1所述的对讲机增强接收系统，其特征在于：所述主机还包括：
判决器，所述判决器连接信号合成器，用于将合成后的信号进行判决；
解码器，所述解码器连接判决器，用于将判决后的信号进行解码输出；
所述信号合成器连接解码器用于输出音频或数据信息。
3.根据权利要求1或2所述的对讲机增强接收系统，其特征在于：从机鉴频信号通过导线传输到主机。
4.根据权利要求1或2所述的对讲机增强接收系统，其特征在于：系统在各模块之间可设置信号调理电路。
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