CN113472612A - 一种无线电台的音频适配装置及其通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种无线电台的音频适配装置及其通信方法，该音频适配装置应用于程控交换机和无线电台之间，包括电源模块，与所述电源模块相连的发射阻抗匹配电路、接收匹配阻抗电路和主控模块，及分别与发射阻抗匹配电路输出端和接收匹配阻抗电路输入端相连的解调器和调制器，所述主控模块还与程控交换机和无线电台相连，所述调制器输出端和解调器输入端与无线电台之间均连接有缓冲区，用于缓冲音频数据。本发明通过在音频信道上设置流量监测模块，根据缓冲区的缓存等级动态调整发送到电台上的数据量，降低了音频数据的丢包率；通过在音频信道上设置丢包监测模块，根据丢包率判断信道的是否处于正常状态，监测精度高。

Description

一种无线电台的音频适配装置及其通信方法
技术领域
本发明涉及无线电台通信技术领域，具体而言，涉及一种无线电台的音频适配装置及其通信方法。
背景技术
通用无线电台一般都是半双工的点对点通信设备，种类繁多。按照频率来划分，有短波，超短波，长波等电台；按照调制方式来划分，有调频、调幅、调相、跳频、码分等种类；还有不同厂家都有各自不同的接口类型和接口参数。如果需要将这些不同种类的电台接入到一个包含有线和无线通信的综合通信网络之中，显然一个能够适配各种电台的适配装置是至关重要的。
然而，现有的无线电台的音频适配装置很容易出现拥塞，导致整个网络的通信变得不可靠，端到端延迟、抖动和包丢失率增加，使通信质量降低。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种无线电台的音频适配装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无线电台的音频适配装置，应用于程控交换机和无线电台之间，包括电源模块，与所述电源模块相连的发射阻抗匹配电路、接收匹配阻抗电路和主控模块，及分别与发射阻抗匹配电路输出端和接收匹配阻抗电路输入端相连的解调器和调制器，所述主控模块还与程控交换机和无线电台相连，所述调制器输出端和解调器输入端与无线电台之间均连接有缓冲区，用于缓冲音频数据。
作为优选方案，还包括丢包监测模块和流量监测模块，所述丢包监测模块和流量监测模块均设于音频发送线和音频接收线之间，并与主控模块连接，用于对音频线上的丢包率和流量进行监测。
本发明还提供了一种如上所述无线电台的音频适配装置的通信方法，包括如下步骤：接收程控交换机转发的模拟音频，通过发射阻抗匹配电路进行阻抗匹配；
通过解调器将经阻抗匹配后的模拟音频转换为数字音频并打包，再经缓冲区将打包后的数字音频发送至无线电台；通过流量监测模块对缓冲区内的音频流量进行检测，获得缓存等级；根据所述缓存等级动态调整音频输入量；通过丢包监测模块对音频信道进行检测，获得丢包率，所述音频信道包括音频发送线和音频接收线；当所述丢包率高于设定阈值时，对音频数据进行丢包补偿。
作为优选方案，还包括：接收无线电台传送的数字音频，通过缓冲区后，经解调器转换为模拟音频；通过接收阻抗匹配电路将模拟音频进行阻抗匹配后传送至程控交换机。
作为优选方案，所述缓存等级包括轻度缓存、中度缓存和重度缓存。
作为优选方案，所述丢包率的计算过程，包括：在单位时间段内，获取接收到的数据包数量和发送的总数据包数量；将发送的总数据包数量减去接收到的数据包数量，获得丢失的数据包数量；将丢失的数据包数量除以发送的总数据包数量并计算百分率，获得丢包率。
作为优选方案，所述将打包后的数字音频发送至无线电台，包括：将相邻数据包信息位对应的数据进行异或运算处理，生成中间包；在中间标号部添加标号生成冗余包；将冗余包放在相邻数据包之后，打乱数据包的传输顺序进行分组传输。
作为优选方案，当所述丢包率高于设定阈值时，对音频数据进行丢包补偿，包括：根据数据包和冗余包的标号重新排列顺序，并根据标号识别是否发生丢包；若没有发生丢包，则对数据包进行解码并清除冗余包；若单个数据包丢失，则根据冗余包信息与丢包相邻数据包信息进行反异或运算，获得丢失数据包；若数据包连续丢失，则找到与丢失数据包相邻最近的正常数据包，复制并填充至丢包处。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过在音频信道上设置流量监测模块，根据缓冲区的缓存等级动态调整发送到电台上的数据量，降低了端到端的延迟和抖动，提高了通信网络的稳定性；通过在音频信道上设置丢包监测模块，根据丢包率判断信道的是否处于正常状态，监测精度高，并对音频数据进行丢包补偿，提高了音频数据的质量。
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为本发明实施例的无线电台的音频适配装置的实施环境图；
图2为本发明实施例的无线电台的音频适配装置的结构示意图；
图3为本发明实施例的生成冗余包的过程示意图。
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。
根据本发明的一实施方式结合图1和2示出。一种无线电台的音频适配装置，应用于程控交换机和无线电台之间，该音频适配装置包括电源模块，与电源模块相连的发射阻抗匹配电路、接收匹配阻抗电路和主控模块，及分别与发射阻抗匹配电路输出端和接收匹配阻抗电路输入端相连的解调器和调制器，阻抗匹配电路可以使音频发送线或音频接收线两端的阻抗大小相等且相位相同，减少功率损耗。
本发明实施例中，上述主控模块还与程控交换机和无线电台相连，实现控制信号传输。调制器输出端和解调器输入端与无线电台之间均连接有缓冲区，用于缓冲音频数据。
进一步的，该音频适配装置还包括丢包监测模块和流量监测模块，丢包监测模块和流量监测模块均设于音频发送线和音频接收线之间，并与主控模块连接，用于对音频线上的丢包率和流量进行监测。
本发明还提供了一种无线电台的音频适配装置的通信方法，包括如下步骤：
S1，接收程控交换机转发的模拟音频，通过发射阻抗匹配电路进行阻抗匹配。
S2，通过解调器将经阻抗匹配后的模拟音频转换为数字音频并打包，再经缓冲区将打包后的数字音频发送至无线电台。
具体的，将打包后的数字音频发送至无线电台，包括：将相邻数据包信息位对应的数据进行异或运算处理，生成中间包；在中间标号部添加标号生成冗余包，参见图3所示。将冗余包放在相邻数据包之后，打乱数据包的传输顺序进行分组传输。例如，将第一个数据包与它之后的第四个数据包组成一组，其他的数据包依次按照该组合方式进行分组。
S3，通过流量监测模块对缓冲区内的音频流量进行检测，获得缓存等级。缓存等级包括轻度缓存、中度缓存和重度缓存。
S4，根据缓存等级动态调整音频输入量。例如，在缓存等级处于重度缓存时，减少音频的输入量。
S5，通过丢包监测模块对音频信道进行检测，获得丢包率，音频信道包括音频发送线和音频接收线。
具体的，丢包率的计算过程，包括：在单位时间段内，获取接收到的数据包数量和发送的总数据包数量；将发送的总数据包数量减去接收到的数据包数量，获得丢失的数据包数量；将丢失的数据包数量除以发送的总数据包数量并计算百分率，获得丢包率。
S6，当丢包率高于设定阈值时，对音频数据进行丢包补偿。
具体的，当丢包率高于设定阈值时，对音频数据进行丢包补偿，包括：根据数据包和冗余包的标号重新排列顺序，并根据标号识别是否发生丢包。若没有发生丢包，则对数据包进行解码并清除冗余包。本实施例中，编解码方式可采用PCM（Pulse Code Modulation，脉冲编码调制）方式。
若单个数据包丢失，则根据冗余包信息与丢包相邻数据包信息进行反异或运算，获得丢失数据包；若数据包连续丢失，则找到与丢失数据包相邻最近的正常数据包，复制并填充至丢包处。
S7，接收无线电台传送的数字音频，通过缓冲区后，经解调器转换为模拟音频。
S8，通过接收阻抗匹配电路将模拟音频进行阻抗匹配后传送至程控交换机。
综上所述，本发明的有益效果包括：通过在音频信道上设置流量监测模块，根据缓冲区的缓存等级动态调整发送到电台上的数据量，降低了端到端的延迟和抖动，提高了通信网络的稳定性；通过在音频信道上设置丢包监测模块，根据丢包率判断信道的是否处于正常状态，监测精度高，并对音频数据进行丢包补偿，提高了音频数据的质量。
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 (8)

1.一种无线电台的音频适配装置，应用于程控交换机和无线电台之间，其特征在于，包括电源模块，与所述电源模块相连的发射阻抗匹配电路、接收匹配阻抗电路和主控模块，及分别与发射阻抗匹配电路输出端和接收匹配阻抗电路输入端相连的解调器和调制器，所述主控模块还与程控交换机和无线电台相连，所述调制器输出端和解调器输入端与无线电台之间均连接有缓冲区，用于缓冲音频数据。
2.根据权利要求1所述的无线电台的音频适配装置，其特征在于，还包括丢包监测模块和流量监测模块，所述丢包监测模块和流量监测模块均设于音频发送线和音频接收线之间，并与主控模块连接，用于对音频线上的丢包率和流量进行监测。
3.一种如根据权利要求1或2所述无线电台的音频适配装置的通信方法，包括如下步骤：
接收程控交换机转发的模拟音频，通过发射阻抗匹配电路进行阻抗匹配；
通过解调器将经阻抗匹配后的模拟音频转换为数字音频并打包，再经缓冲区将打包后的数字音频发送至无线电台；
通过流量监测模块对缓冲区内的音频流量进行检测，获得缓存等级；
根据所述缓存等级动态调整音频输入量；
通过丢包监测模块对音频信道进行检测，获得丢包率，所述音频信道包括音频发送线和音频接收线；
当所述丢包率高于设定阈值时，对音频数据进行丢包补偿。
4.根据权利要求3所述的所述无线电台的音频适配装置的通信方法，其特征在于，还包括：接收无线电台传送的数字音频，通过缓冲区后，经调制器转换为模拟音频；通过接收阻抗匹配电路将模拟音频进行阻抗匹配后传送至程控交换机。
5.根据权利要求3所述的所述无线电台的音频适配装置的通信方法，其特征在于，所述缓存等级包括轻度缓存、中度缓存和重度缓存。
6.根据权利要求3所述的所述无线电台的音频适配装置的通信方法，其特征在于，所述丢包率的计算过程，包括：
在单位时间段内，获取接收到的数据包数量和发送的总数据包数量；
将发送的总数据包数量减去接收到的数据包数量，获得丢失的数据包数量；
将丢失的数据包数量除以发送的总数据包数量并计算百分率，获得丢包率。
7.根据权利要求3所述的所述无线电台的音频适配装置的通信方法，其特征在于，所述将打包后的数字音频发送至无线电台，包括：
将相邻数据包信息位对应的数据进行异或运算处理，生成中间包；
在中间标号部添加标号生成冗余包；
将冗余包放在相邻数据包之后，打乱数据包的传输顺序进行分组传输。
8.根据权利要求7所述的所述无线电台的音频适配装置的通信方法，其特征在于，当所述丢包率高于设定阈值时，对音频数据进行丢包补偿，包括：
根据数据包和冗余包的标号重新排列顺序，并根据标号识别是否发生丢包；
若没有发生丢包，则对数据包进行解码并清除冗余包；
若单个数据包丢失，则根据冗余包信息与丢包相邻数据包信息进行反异或运算，获得丢失数据包；
若数据包连续丢失，则找到与丢失数据包相邻最近的正常数据包，复制并填充至丢包处。
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