CN113452856B - 一种话音有线无线自动转接装置及其通话方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种话音有线无线自动转接装置及其通话方法，所述转接装置连接于有线电话和双工电台之间，其包括DSP处理器，依次相连的摘挂机开关、自适应滤波器和二四线转换器，及与摘挂机开关相连的受话器和送话器，所述送话器输出端通过振铃检测模块与DSP处理器连接，所述二四线转换器与双工电台相连，且在两者之间通过DTMF检测模块与DSP处理器连接，所述DSP处理器的两输出端分别与摘挂机开关和双工电台相连，用于根据振铃检测信号和DTMF检测信号分别对所述摘挂机开关和双工电台进行控制。本发明自动化程度高，操作方便，能够显著提高噪声的区别能力，增强系统的整体通话性能。

Description

一种话音有线无线自动转接装置及其通话方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种话音有线无线自动转接装置及其通话方法。

背景技术

无线电台与有线电话的语音转接，广泛应用于海港码头语音调度、海岸电台SSBRT业务以及应急指挥通信的语音调度等。航行于大海上的船只，需要与陆地联系时，先呼叫附近的海岸电台，再由海岸电台人工转接，将船台连接到电话交换网络，实现船台与陆地有线电话的互联互通；应急通信指挥人员，通过语音调度台，实现电话与短波、电话与超短波以及短波与超短波的互联。

目前，通过语音调度台，实现有线电话与无线电台的话音转接，需要人工操作，需要有操作人员值守，没有实现语音转接的自动化。此外，在通话过程中存在话音转接可靠性低，通信质量差的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种话音有线无线自动转接装置及其通话方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种话音有线无线自动转接装置，连接于有线电话和双工电台之间，所述转接装置包括DSP处理器，依次相连的摘挂机开关、自适应滤波器和二四线转换器，及与摘挂机开关相连的受话器和送话器，所述送话器输出端通过振铃检测模块与DSP处理器连接，所述二四线转换器与双工电台相连，且在两者之间通过DTMF检测模块与DSP处理器连接，所述DSP处理器的两输出端分别与摘挂机开关和双工电台相连，用于根据振铃检测信号和DTMF检测信号分别对所述摘挂机开关和双工电台进行控制。

作为优选方案，所述双工电台包括双工器，及与所述双工器相连的接收机和发射机，所述接收机输出端与二四线转换器输入端相连，所述发射机输入端与二四线转换器输出端相连，且所述发射机与PTT控制模块的输出端连接，所述双工器通过天线与移动电台通信连接。

本发明还公开了一种如上所述话音有线无线自动转接装置的通话方法，包括如下步骤：接收送话器输入的话音信号；通过振铃检测模块对话音信号进行判决，获得判决结果；根据所述判决结果，打开或关闭摘挂机开关；当摘挂机开关开启时，通过PTT控制模块打开发射机，话音信号通过自适应滤波器过滤话音回波后，经二四线转换器将二线话音转换为四线话音，再通过与双工器连接的天线进行无线传输。

作为优选方案，所述通过振铃检测模块对话音信号进行判决，包括：检测话音信号的功率是否超过阈值，并计算超过阈值的持续时间；若超过阈值的持续时间大于设定时间，则判决所述话音信号为正常，反之，判决为噪声。

作为优选方案，还包括根据话音信号的短时过零率对所述阈值进行调整，所述短时过零率为单位时间内信号波形穿过零电平的次数。

作为优选方案，还包括：通过接收机接收来自移动电台的DTMF信号；通过DTMF检测模块对DTMF信号的编码类型进行识别；当识别为第一信令时，接收完整DTMF信号，打开摘挂机开关并与DTMF信号对应的目标电话进行对接，同时打开发射机，向移动电台返回接续信号。

作为优选方案，当识别为第二信令时，通过PTT控制模块打开发射机，采用异频单工方式进行电台之间对讲。

作为优选方案，当识别为第三信令时，通过PTT控制模块关闭发射机，采用同频单工方式进行电台之间对讲。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过振铃检测模块对话音信号进行检测并判决，根据判决结果打开摘挂机开关自动接通移动电台，自动化程度高，操作方便；由于通过在摘挂机开关和二四线转换器之间设置自适应滤波器，模拟回波路径并复制回波进行抵消，提高了通话质量；通过检测话音信号的功率和持续时间，并结合话音信号的短时过零率对功率阈值进行适应调整，能够显著提高噪声的区别能力，增强系统的整体通话性能。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为本发明实施例的话音有线无线自动转接装置的实施环境示意图；

图2为本发明实施例的话音有线无线自动转接装置的结构示意图；

图3为本发明实施例的有线电话主呼移动电台的通话方法流程示意图；

图4为本发明实施例的移动电台主呼有线电话的通话方法流程示意图。

图中标号：1处理器、2摘挂机开关、3自适应滤波器、4二四线转换器、5接收机、6发射机、7双工器、8振铃检测模块、9DTMF检测模块、10PTT控制模块、11受话器、12送话器。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

参见图1，为本发明实施例的话音有线无线自动转接装置的实施环境示意图。话音有线无线自动转接装置连接于有线电话和双工电台之间，双工电台与移动电台通信连接，实现了有线电话和移动电台之间通话的自动转接。

参见图2，为本发明实施例的话音有线无线自动转接装置的结构示意图。该话音有线无线自动转接装置转接装置包括DSP处理器1，依次相连的摘挂机开关2、自适应滤波器3和二四线转换器4，及与摘挂机开关2相连的受话器11和送话器12，送话器12输出端通过振铃检测模块9与DSP处理器1连接，二四线转换器4与双工电台相连，且在两者之间通过DTMF检测模块9与DSP处理器1连接，DSP处理器1的两输出端分别与摘挂机开关2和双工电台相连，用于根据振铃检测信号和DTMF检测信号分别对摘挂机开关2和双工电台进行控制。具体的，DSP处理器1的型号可选用TMS320C6678ACYPA25。

由于有线电话通信采用二线接口，有线信号接入双工电台需要通过二四线转换器4转换，一般由混合网（或称差分网络）来实现。混合网络的平衡网络阻抗不可能与负载阻抗完全匹配，不可避免会存在回波，从而影响话音检测的可靠性。为了可靠地检测有线电话的话音，防止将远端话音在本地混合网络的回波误认为有线电话的话音而引起误动作，在混合网络四线处设计一个自适应滤波器3，以模拟回波路径，并复制回波进行抵消，提高了通话质量。

本发明实施例中，上述双工电台包括双工器7，及与双工器7相连的接收机5和发射机6，接收机5输出端与二四线转换器4输入端相连，发射机6输入端与二四线转换器4输出端相连，且发射机6与PTT控制模块10的输出端连接，双工器7通过天线与移动电台通信连接，接收机5始终处于接收状态。

参见图3，本发明还公开了一种话音有线无线自动转接装置的通话方法，包括如下步骤：

S101，接收送话器12输入的话音信号。

S102，通过振铃检测模块9对话音信号进行判决，获得判决结果。

具体的，通过振铃检测模块9对话音信号进行判决，包括：检测话音信号的功率是否超过阈值，并计算超过阈值的持续时间。若超过阈值的持续时间大于设定时间，则判决话音信号为正常，反之，判决为噪声。

优选的，还包括根据话音信号的短时过零率对阈值进行调整，短时过零率为单位时间内信号波形穿过零电平的次数。例如，短时过零率超过N次后，降低功率阈值，在保证噪声的正确区分前提下，避免遗漏正常话音。

S103，根据判决结果，打开或关闭摘挂机开关2。

S104，当摘挂机开关2开启时，通过PTT控制模块10打开发射机6，话音信号通过自适应滤波器3过滤话音回波后，经二四线转换器4将二线话音转换为四线话音，再通过与双工器7连接的天线进行无线传输。

参见图4，为本发明实施例的移动电台主呼有线电话的通话方法流程示意图，包括如下步骤：

S201，通过接收机5接收来自移动电台的DTMF信号。

S202，通过DTMF检测模块9对DTMF信号的编码类型进行识别。编码类型包括第一信令、第二信令和第三信令，具体的，第一信令为“*”，表示呼叫有线，第二信令为“#61”，表示入网通话，第三信令为“#60”，表示脱网对讲。

S203，当识别为第一信令时，接收完整DTMF信号，打开摘挂机开关2并与DTMF信号对应的目标电话进行对接，同时打开发射机6，向移动电台返回接续信号。若目标电话忙，将忙音发送到移动电台，并在10s后控制摘挂机开关2关闭。若目标电话空闲，则将回铃音发送移动电台，目标电话摘机后，双方通话。

S204，当识别为第二信令时，通过PTT控制模块10打开发射机6，采用异频单工方式进行电台之间对讲，通过双工电台和有限无线转接器进行转发，提高通话距离。

S205，当识别为第三信令时，通过PTT控制模块10关闭发射机6，采用同频单工方式进行电台之间对讲。例如进行对讲机之间对讲，通话距离为2-3km。

综上所述，本发明的有益效果包括：通过振铃检测模块9对话音信号进行检测并判决，根据判决结果打开摘挂机开关2自动接通移动电台，自动化程度高，操作方便；由于通过在摘挂机开关2和二四线转换器4之间设置自适应滤波器3，模拟回波路径并复制回波进行抵消，提高了通话质量；通过检测话音信号的功率和持续时间，并结合话音信号的短时过零率对功率阈值进行适应调整，能够显著提高噪声的区别能力，增强系统的整体通话性能。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种话音有线无线自动转接装置，连接于有线电话和双工电台之间，其特征在于，所述转接装置包括DSP处理器，依次相连的摘挂机开关、自适应滤波器和二四线转换器，及与摘挂机开关相连的受话器和送话器，所述送话器输出端通过振铃检测模块与DSP处理器连接，所述二四线转换器与双工电台相连，且在两者之间通过DTMF检测模块与DSP处理器连接，所述DSP处理器的两输出端分别与摘挂机开关和双工电台相连，用于根据振铃检测信号和DTMF检测信号分别对所述摘挂机开关和双工电台进行控制；

所述振铃检测模块用于检测话音信号的功率是否超过阈值，并计算超过阈值的持续时间；若超过阈值的持续时间大于设定时间，则判决所述话音信号为正常，反之，判决为噪声；还用于根据话音信号的短时过零率对所述阈值进行调整，所述短时过零率为单位时间内信号波形穿过零电平的次数。

2.根据权利要求1所述的话音有线无线自动转接装置，其特征在于，所述双工电台包括双工器，及与所述双工器相连的接收机和发射机，所述接收机输出端与二四线转换器输入端相连，所述发射机输入端与二四线转换器输出端相连，且所述发射机与PTT控制模块的输出端连接，所述双工器通过天线与移动电台通信连接。

3.一种如根据权利要求1或2所述话音有线无线自动转接装置的通话方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收送话器输入的话音信号；

通过振铃检测模块对话音信号进行判决，获得判决结果；其中，所述通过振铃检测模块对话音信号进行判决，包括：检测话音信号的功率是否超过阈值，并计算超过阈值的持续时间；若超过阈值的持续时间大于设定时间，则判决所述话音信号为正常，反之，判决为噪声；还包括：根据话音信号的短时过零率对所述阈值进行调整，所述短时过零率为单位时间内信号波形穿过零电平的次数；

根据所述判决结果，打开或关闭摘挂机开关；

当摘挂机开关开启时，通过PTT控制模块打开发射机，话音信号通过自适应滤波器过滤话音回波后，经二四线转换器将二线话音转换为四线话音，再通过与双工器连接的天线进行无线传输。

4.根据权利要求3所述的话音有线无线自动转接装置的通话方法，其特征在于，还包括：

通过接收机接收来自移动电台的DTMF信号；

通过DTMF检测模块对DTMF信号的编码类型进行识别；

当识别为第一信令时，接收完整DTMF信号，打开摘挂机开关并与DTMF信号对应的目标电话进行对接，同时打开发射机，向移动电台返回接续信号；

当识别为第二信令时，通过PTT控制模块打开发射机，采用异频单工方式进行电台之间对讲；

当识别为第三信令时，通过PTT控制模块关闭发射机，采用同频单工方式进行电台之间对讲。

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