CN116192819A - 一种自适应多模式语音通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自适应多模式语音通信方法，采用CMX638编解码和PCM编解码两种模式的语音通信；在有线传输时语音盒之间采用CMX638编码产生数字化语音直接通过有线传输，在接收端再通过CMX638解码还原语音；在电台无线传输时，语音盒之间采用PCM编码传输，在电台接口端转换为高音质语音再通过电台无线传输。本发明有效解决了有线传输和电台模拟传输之间的矛盾。同时，在语音盒接收端实现了两种模式的自适应解码，实现了两种模式的无缝转换。
Description
技术领域
本发明属于车际语音通信技术领域，具体涉及一种自适应多模式语音通信方法，尤其是一种基于CMX638和PCM编解码两种模式的语音通信方式。
背景技术
在恶劣环境下，车际间远距离通信的主要方式有两种：有线传输和电台无线传输，传输的内容又分为指令数据和话音。由于传输距离远的原因，这两种传输方式的速度都受到了很大的限制。在进行话音传输的过程中，现有的实现方案主要是以单一模式的数字化语音进行传输，即在车内语音和有线传输时语音是以数字语音形式传输的，在电台无线传输时语音是以模拟语音形式传输的。由于有线传输的距离比较远，数据传输的速度比较低，所以就限制了数字语音的转换码率，也影响着语音的通话质量；而同时在电台无线传输时由于电台传输又做了一次数模转换，所以需要输入电台的模拟信号要尽量的清晰度高、音质好，这就要求车内通话的数字化语音的转换率要尽可能的高，这就与之前的有线语音传输的低码率形成了矛盾。
发明内容
本发明提供一种自适应多模式语音通信方法，要解决的技术问题是：1)车内语音的模式是单一的，没法选择语音通话质量；2)车际间远距离有线传输速率低，语音通话质量受限；3)车际间电台话音传输模数转换次数多，语音损失比较大，对于车内采样率比较低的情况下，对方接收到的话音音质失真度大，不利于话音的有效传输；4)有线数据传输的低速率和电台无线语音要求高音质之间的矛盾性。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：采用CMX638编解码和PCM编解码两种模式的语音通信；在有线传输时语音盒之间采用CMX638编码产生数字化语音直接通过有线传输，在接收端再通过CMX638解码还原语音；在电台无线传输时，语音盒之间采用PCM编码传输，在电台接口端转换为高音质语音再通过电台无线传输。
优选地，CMX638编解码和PCM编解码两种模式通过车内语音盒上的按键来选择切换。
优选地，在需要使用有线进行语音传输时，在语音盒面板上选取有线按键，车内语音盒之间采用CMX638编解码模式；在使用电台进行语音传输时，需要在语音盒面板上选取电台无线传输按键，这时车内语音盒之间采用PCM编解码模式进行工作。
优选地，CMX638编码为2.4Kbps速率，数据格式为每20ms编码产生6个字节的数字语音码，语音码通过C-BUS总线传输到语音盒中的控制器进行打包处理，最终通过UART在语音盒之间传输。
优选地，PCM编码模式为64Kbps速率，数据格式为每200ms编码产生1600字节的数字语音码，语音数据通过控制器打包处理后通过UART在语音盒之间进行传输。
优选地，在采用CMX638模式编码时，每60ms编码器CMX638会产生一次中断请求控制器读取编码数据，控制器在得到编码数据后，会每3次中断后将数据编帧组成一包，最后通过串口发送出去。
优选地，CMX638模式下的编帧数据包主要由模式域、地址域、指令域、参数字域和校验域组成；在接收端主要依靠模式域来区分编解码的模式，也作为区分通信方式是有线还是无线的手段；地址域主要是表明语音盒编解码设备的地址；指令域和参数字域主要是指数据包的类型和内容；校验域是为了数据包传输的可靠性。
优选地，PCM编码模式的编帧数据包格式，和CMX638模式一样，也是由模式域、地址域、指令域、参数字域和校验域组成，只是区分编码模式的模式字变为DC92，同时参数字域的数据量变为1600字节。
优选地，在接收端需要首先判断语音数据包的格式：接收端设有自适应解码模块，通过数据包中的模式域来识别语音数据的格式，即在判断接收缓存中接收到有效语音数据时，首先提取出模式域中的模式字，依据模式字识别出CMX638语音包或者PCM语音包，然后按照相应的数据包格式进行解码输出模拟语音。
有益效果：本发明在有线传输时语音盒之间采用CMX638编码产生数字化语音直接通过有线传输，在接收端再通过CMX638解码还原语音；在电台模拟传输时，语音盒之间采用PCM编码传输，在电台接口端转换为高音质语音再通过电台模拟传输，有效解决了有线传输和电台模拟传输之间的矛盾。同时，在语音盒接收端实现了两种模式的自适应解码，实现了两种模式的无缝转换。
附图说明
图1多模式下语音盒组成框图
图2CMX638编帧时序关系
图3PCM编码时序关系
图4为自适应解码流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
语音通信是车载通信系统中不可或缺的部分。在现有的单模式有线传输和电台模拟传输语音信号过程中存在着数字带宽和模拟音质之间的矛盾。
本发明提出的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：采用CMX638编解码和PCM编解码两种模式的语音通信；在有线传输时语音盒之间采用CMX638编码产生数字化语音直接通过有线传输，在接收端再通过CMX638解码还原语音；在电台无线传输时，语音盒之间采用PCM编码传输，在电台接口端转换为高音质语音再通过电台无线传输。
本发明车内语音的编解码模式变成了CMX638编解码和PCM编解码两种模式，这两种模式可以通过车内语音盒上的按键来选择切换，由于车际间通信的方式主要分为有线传输和电台无线传输两种，所以本发明主要选取了两种模式的编解码方式，一种对应有线传输，一种对应电台无线传输；在需要使用有线进行语音传输时，在语音盒面板上选取有线按键，车内语音盒之间采用CMX638编解码模式，CMX638编码为2.4Kbps速率，数据格式为每20ms编码产生6个字节的数字语音码，语音码通过C-BUS总线传输到语音盒中的控制器进行打包处理，最终通过UART在语音盒之间传输；在使用电台进行语音传输时，需要在语音盒面板上选取电台无线传输按键，这时车内语音盒之间采用PCM编解码模式进行工作，PCM编码模式为64Kbps速率，数据格式为每200ms编码产生1600字节的数字语音码，语音数据通过控制器打包处理后通过UART在语音盒之间进行传输。
图2为CMX638模式下的语音数据编帧时序关系，在采用CMX638模式编码时每20ms产生6个字节的语音数据，在控制器收到编码数据时会对这些语音数据进行编帧打包，编帧关系如图2所示，每60ms编码器CMX638会产生一次中断请求控制器读取编码数据，控制器在得到编码数据后，会每3次中断后将数据编帧组成一包，最后通过串口发送出去，表1为CMX638模式下的编帧数据包格式，主要由模式域、地址域、指令域、参数字域和校验域组成。在接收端主要依靠模式域来区分编解码的模式，也作为区分通信方式是有线还是无线的手段；地址域主要是表明语音盒编解码设备的地址，以防止通信冲突；指令域和参数字域主要是指数据包的类型和内容；校验域是为了数据包传输的可靠性。
表1：CMX638模式下的编帧数据包格式
图3为PCM模式下的语音数据编帧时序关系，由于PCM编码是64Kbps的，即8K采样率编码位宽为8bit，并且PCM编码时一直连续的，所以数据量比较大，本发明采用每200ms以1600字节作为一个编帧数据包，在打好包后通过UART发送出去。表2为PCM编码模式的编帧数据包格式，和CMX638模式一样，也是由模式域、地址域、指令域、参数字域和校验域组成，只是区分编码模式的模式字变为DC92，同时参数字域的数据量变为1600字节。
表2：PCM编码模式的编帧数据包格式
在语音盒中为了区分有线和无线模式，可以通过语音盒上的按键进行选择，以实现语音编码模式的切换和编码数据的输出。在接收端为了区分不同模式下语音数据的格式以实现正确解码，需要首先判断语音数据包的格式。在语音数据接收模块中需要一个自适应解码模块，这个模块负责通过数据包中的模式域来识别语音数据的格式，即在判断接收缓存中接收到有效语音数据时，首先提取出模式域中的模式字，依据模式字识别出CMX638语音包或者PCM语音包，然后按照相应的数据包格式进行解码输出模拟语音。图4为自适应解码流程图，在语音盒完成上电初始化后，自适应解码模块首先判断接收缓冲区是否收到数据，如果收到数据，按照数据包中的地址域协议判断是否为本机数据，如果确认是本机数据则解析模式字，如果模式字为EBA0帧头，则启动CMX638解码输出模拟话音；如果模式字为DC92帧头，则启动PCM解码，输出模拟话音；如果两者都不是则丢弃。
本发明在车内语音盒内采用高低采样率双模式的方法，采用面板按键区分语音信息是车内讲话、车际有线还是车际电台的方式，在车际有线时，由于传输速率较低，采用低码率语音传输模式，并且由于两个车之间的有线是直接连接的，并且语音在有线间的传输是以数字话音传输的，所以有线间的话音传输是可以接受的；在车内语音传输和电台语音传输时，采用高码率的语音采集模式，这样即使在经过多次采样后也还能保持语音的辨识性，有效解决了有线数据传输的低速率和电台无线语音要求高音质之间的矛盾。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：采用CMX638编解码和PCM编解码两种模式的语音通信；在有线传输时语音盒之间采用CMX638编码产生数字化语音直接通过有线传输，在接收端再通过CMX638解码还原语音；在电台无线传输时，语音盒之间采用PCM编码传输，在电台接口端转换为高音质语音再通过电台无线传输。
2.根据权利要求1所述的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：CMX638编解码和PCM编解码两种模式通过车内语音盒上的按键来选择切换。
3.根据权利要求2所述的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：在需要使用有线进行语音传输时，在语音盒面板上选取有线按键，车内语音盒之间采用CMX638编解码模式；在使用电台进行语音传输时，需要在语音盒面板上选取电台无线传输按键，这时车内语音盒之间采用PCM编解码模式进行工作。
4.根据权利要求1所述的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：CMX638编码为2.4Kbps速率，数据格式为每20ms编码产生6个字节的数字语音码，语音码通过C-BUS总线传输到语音盒中的控制器进行打包处理，最终通过UART在语音盒之间传输。
5.根据权利要求1所述的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：PCM编码模式为64Kbps速率，数据格式为每200ms编码产生1600字节的数字语音码，语音数据通过控制器打包处理后通过UART在语音盒之间进行传输。
6.根据权利要求4所述的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：在采用CMX638模式编码时，每60ms编码器CMX638会产生一次中断请求控制器读取编码数据，控制器在得到编码数据后，会每3次中断后将数据编帧组成一包，最后通过串口发送出去。
7.根据权利要求6所述的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：CMX638模式下的编帧数据包主要由模式域、地址域、指令域、参数字域和校验域组成；在接收端主要依靠模式域来区分编解码的模式，也作为区分通信方式是有线还是无线的手段；地址域主要是表明语音盒编解码设备的地址；指令域和参数字域主要是指数据包的类型和内容；校验域是为了数据包传输的可靠性。
8.根据权利要求5所述的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：PCM编码模式的编帧数据包格式，和CMX638模式一样，也是由模式域、地址域、指令域、参数字域和校验域组成，只是区分编码模式的模式字变为DC92，同时参数字域的数据量变为1600字节。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种自适应多模式语音通信方法，其特征在于：在接收端需要首先判断语音数据包的格式：接收端设有自适应解码模块，通过数据包中的模式域来识别语音数据的格式，即在判断接收缓存中接收到有效语音数据时，首先提取出模式域中的模式字，依据模式字识别出CMX638语音包或者PCM语音包，然后按照相应的数据包格式进行解码输出模拟语音。
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