CN209201160U - 一种多网融合的语音网关 - Google Patents

Abstract

一种多网融合的语音网关，其主要包括多个收发器、多个转换器和控制器。一方面，由于本申请的语音网关通过多个收发器与对讲机、单兵设备、数传电台、麦克风、固定电话中的一者或多者连接，使得不同集群语音系统之间实现了互联互通，能够满足对讲机、单兵设备、数传电台等语音设备的接入需求，有助于适应多种应用环境特别是应急情形下的语音通信要求；另一方面，由于该语音网关还可通过GSM模块、通信模块与手机、IP网络、电子设备连接，也实现了手机语音通信、VoIP语音通信、数字语音通信的功能，可利用网络进行跨地域、跨集群语音系统的通话操作，进一步地丰富了语音网关的功能。

Description

一种多网融合的语音网关

技术领域

本发明涉及语音网关，具体涉及一种多网融合的语音网关。

背景技术

随着信息技术的发展，收集信息的手段越来越多，通信形式也越来越发达，其中语音通信仍是传递信息的重要手段之一，特别是在公安办案、安保巡查等业务中被普遍使用。由于语音信息作为一个通信手段在不同的网络中以不同的形式和协议在传送，因此在实际的业务中需要将不同的语音通话系统和网络连通，以便所有的业务能及时地进行语音交互。基于以上业务需求，这就需要语音网关来进行多种语音业务的通信融合。

目前，语音网关往往具备路由器和交换机的功能，前者用来连接电话机，后者用来将网络资源输出给多台电脑，更能够将家居室内或办公室里面的电话机、传真机或PBX与上网设备连接，更能够将公用电话交换网PSTN与IP网络连接起来，从而实现通过Internet网络进行语音通话的功能。如此，可避免使用专用的话机，使得一般的电话机、传真机都可以联接上网关使用。特别是VoIP语音网关，属于互联网打电话的接入设备，为IP话吧、中小企业以及家庭用户节约内部沟通和外部沟通成本(尤其是国内、国际长途电话和传真)，使用VoIP语音网关以后，内部沟通成本几乎降为零，而与外部的沟通成本也大大降低，从根本上解决了语音通信较贵的问题。

现有的语音网关主要分为两种类型，即模拟语音网关和融合语音网关。其中，模拟语音网关主要是将模拟话机、传真机、传统PBX与IP话机或IPPBX电话系统进行通信融合；而融合语音网关主要是将2G/3G/4G通信网络与IP音络进行通信融合。

由此可知，现有语音网关还存在着用途单一的缺点，主要是将模拟话机、传真机和传统PBX以及2G/3G/4G通信网络与IP网络进行协议转换，使得各设备之间通过IP网络进行相互连通；然而，在应急通信中，语音通信不仅包括上述的语音通信工具，还可能包括对讲机、数传电台、数字对讲系统、手机等设备，但现在的语音网关还无法把这几种语音类通信工具进行互联互通；特别是在公共交换电话网络(PSTN)出现线路问题时，需要语音网关进行应急通信，而现有的语音网关无法实现众多设备的兼容通信需求，为一些应用场景带来了不便。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何克服现有语音网关功能单一的缺点，使得语音网关可在对讲机、电话、数传电台的应急通信场合中发挥作用。为解决上述技术问题，本申请提供一种多网融合的语音网关，包括：

多个收发器，用于接收或发送多路有线的或无线的语音信号；

多个转换器，与多个所述收发器分别一一对应连接，用于对所述语音信号进行模数转换或数模转换；

控制器，与多个所述转换器连接，用于根据模数转换得到的数字语音信号控制语音通信过程。

多个所述收发器中的一个或多个收发器用于与用户的对讲机、单兵设备、数传电台中的至少一者进行无线连接，以接收或发送无线的语音信号。

多个所述收发器中的一个或多个收发器用于与用户的麦克风、固定电话中的至少一者进行有线连接，以接收或发送有线的语音信号。

多个所述收发器和多个所述转换器之间分别设有滤波器，所述滤波器用于对接收到的模拟语音信号或数模转换得到的模拟语音信号进行滤波。

与用户的麦克风连接的收发器和与该收发器连接的转换器之间设有放大器，所述放大器用于对麦克风产生的语音信号进行放大。

所述语音网关还包括音频功放，所述音频功放与一个或多个所述滤波器连接，用于将滤波后的语音信号进行功率放大以支持声音播放。

所述音频功放包括D类功放。

所述语音网关还包括GSM模块，所述GSM模块与所述控制器连接，用于将接收到的蜂窝移动语音信号或蓝牙移动语音信号转化为数字语音信号以传输至所述控制器。

所述语音网关还包括通信模块，所述通信模块与所述控制器连接，用于与外部的IP网络、电子设备进行连接以进行数字语音信号通信。

所述通信模块包括RS232接口、RS485接口、CAN接口、RJ-45接口中的一者或多者。

本申请的有益效果是：

依据上述实施例的一种多网融合的语音网关，其主要包括多个收发器、多个转换器和控制器，其中的多个收发器用于接收或发送多路有线的或无线的语音信号，多个转换器与多个所述收发器分别一一对应连接并用于对所述语音信号进行模数转换或数模转换，控制器与多个所述转换器连接并用于根据模数转换得到的数字语音信号控制语音通信过程。第一方面，由于本申请的语音网关通过多个收发器与对讲机、单兵设备、数传电台、麦克风、固定电话中的一者或多者连接，使得不同集群语音系统之间实现了互联互通，能够满足对讲机、单兵设备、数传电台等语音设备的接入需求，有助于适应多种应用环境特别是应急情形下的语音通信要求；第二方面，由于该语音网关还可通过GSM模块、通信模块与手机、IP网络、电子设备连接，也实现了手机语音通信、VoIP语音通信、数字语音通信的功能，可利用网络进行跨地域、跨集群语音系统的通话操作，进一步地丰富了语音网关的功能；第三方面，本申请的语音网关可达到传统集群语音系统和公网PTT系统之间的互联互通要求，实现优势互补，可以使工作人员通过手机随时随地和传统集群语音系统之间进行通话，不再受地域的限制，做到一机多用、一按即通、一呼百应的应用效果；第四方面，该语音网关不仅组网多样化，而且还具有安装简单、工作稳定、接入灵活等特点，可方便地应用于于城市应急、公安、消防、民防等行业，尤其适应于应急指挥中心和应急通信车等各种应急通信环境，有效解决各种语音通信设备之间的互联互通难题，充分发挥无障碍通信、及时通信、高效语音指挥的优势。

附图说明

图1为语音网关的结构示意图；

图2为语音网关的原理示意图；

图3为利用语音网关进行组网的效果示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

为清楚、准确理解本申请的技术方案，这里将对涉及到的一些术语进行说明。

MIPS，单字长定点指令平均执行速度，即每秒处理的百万级的机器语言指令数，是衡量CPU速度的一个指标。

GSM模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件、蓝牙器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块，当前的GSM模块往往具备2G的蜂窝移动通信、CDMA移动通信、蓝牙短距通信的功能。

MIC，主要是指麦克风、话筒等拾音设备。

D类功放，是指D类音频功率放大器，也称为数字功放，具有效率高、体积小等的优势。

COFDM，即编码正交频分复用的简称，是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输的技术。

MESH，无线局域网类型，与传统WLAN不同的是，无线Mesh网络中的AP可以采用无线连接的方式进行互连，并且AP间可以建立多跳的无线链路。

单兵设备，可随身携带的手持设备，通过3G或WIFI网络信号将现场的的实时音视频信息即时回传到后台监控中心，广泛适用于公检法、消防、交通、电力、应急指挥、建筑等多种不确定情形的场合。

数传电台，又称无线数传电台，是指借助DSP(数字信号处理)技术和软件无线电技术实现的高性能专业数据传输电台，广泛应用于电力、煤炭、城市安防、野外监控等场合。

下面将结合实施例对本申请的技术方案进行说明。

请参考图1，本申请公开一种多网融合的语音网关，其主要包括多个接收器11、多个转换器12和控制器13，下面将分别说明。

多个收发器11主要用于接收或发送多路有线的或无线的语音信号。在一实施例中，多个收发器形成收发器组11，其中的一个或多个收发器用于与用户的对讲机、单兵设备、数传电台中的至少一者进行无线连接，以接收或发送无线的语音信号；例如，收发器组11的1至n个收发器中可以包括3个不同工作频段的无线收发器，分别用于收发对讲机、单兵设备、数传电台的无线信号。此外，收发器组11的1至n个收发器中可以包括一个或多个收发器用于与用户的麦克风、固定电话中的至少一者进行有线连接，以接收或发送有线的语音信号；例如，收发器组11中可以包括2个不同接口类型的有线收发器，分别用于收发麦克风、固定电话的有线信号。

需要说明的是，收发器组11中可根据用户需要设置无线收发器和有线收发器的数量，可以使得用户设备D1中的多个无线设备(例如多个对讲机)共用一个无线收发器，也可以使得用户设备D1中的一个无线设备(例如一个对讲机)共用多个无线收发器，因此这里不对收发器的数量进行具体限制。其中，无线收发器可以是天线、微波发射芯片等类型的无线收发设备，有线收发器可以是RS232、RS485、USB、RJ5等类型的接口设备，无论是无线收发器还是有线收发器都具备信号的双向传输性能。

多个转换器12与多个收发器11分别一一对应连接，用于对语音信号进行模数转换或数模转换。在一实施例中，多个转换器形成转换器组12，转换器组12的1至n个转换器均具有ADC和DAC的转换能力，因此，每个转换器可以是模数-数模的合成芯片，也可以是ADC器件和DAC器件形成的双向转换电路，这种转换器为现有技术，因此这里不再对其进行说明。

在一个具体实施例中，转换器组12包括6通道A/D，具有8Ksps-96Ksps、24bit音频ADC-DAC转换能力，6个并行ADC单元，8个并行DAC单元，同时支持6路模拟音频输入，6路数字音频流直接输入DSP运算处理，实现数字混音、放大、滤波、降噪、回声抵消等复杂处理。

在另一个具体实施例中，转换器组12包括8通道A/D，支持8个模拟信号(6路独立，2路复用)的输入，复用通道具有mic放大能力，可接驻极体或动圈麦克风支持8个独立模拟输出，其中一路接音频功放，8路数字音频流直接从DSP输出。

进一步地，收发器组11和转换器组12之间设有多个滤波器并形成滤波器组14，滤波器组14的1至n个滤波器分别与一收发器和一转换器连接，滤波器组14中的每个收发器用于对接收到的模拟语音信号或数模转换得到的模拟语音信号进行滤波。例如，滤波器1可以对收发器1接收到的模拟语音信号进行滤波，也可以对转换器1经过模数转换得到的模拟语音信号进行滤波。此外，滤波器组14中的各个滤波器包括滤波芯片和滤波电路，由于滤波器是常见的电子器件，因此这里不再对其进行详细说明。

进一步地，由于麦克风产生的的语音信号通常较弱，这里为准确获取麦克风的语音信号，可在与用户的麦克风连接的收发器和与该收发器连接的转换器之间设有放大器(图1中未进行标记)，该放大器用于对麦克风产生的语音信号进行放大。

进一步地，可以在每个收发器和对应的滤波器之间设置放大器，以对接收到的语音信号或者即将发送的语音信号进行模拟放大，以此保证语音信号的高幅值要求。

进一步地，本申请的语音网关还包括音频功放15，音频功放15与滤波器组14中的一个或多个滤波器连接，用于将滤波后的语音信号进行功率放大以支持声音播放。例如，音频功放15与在滤波器组14的1至n个滤波器的输出端连接，并且音频功放15外接喇叭、音响、耳机等声音播放设备，使得各个输出端的语音信号经过功率放大后通过声音播放设备来进行播放。在一具体实施例中，配置音频功放15为D类功放，采用1.4W单声道音频功率放大器，直接外接喇叭输出，可以发挥音频信号的数字输出性能。

控制器13与转换器组12连接，用于根据模数转换得到的数字语音信号控制语音通信过程。在一实施例中，控制器13包括CPU，其主频为200M，处理能力为400MIPS，实现单周期指令运行，MCU与FPU同步执行三角函数运算单元、维特比/复数运算单元，片上具有1MB的闪存，用于程序存储和数据暂存，程序可在片上的闪存164KB RAM内运行。

需要说明的是，控制器13对数字语音信号进行语音通信控制的过程包括：混音处理、去噪处理、构建语音设备分组、电话号码预置、数字音频过滤、语音输入输出切换矩阵、I/O端口逻辑扩展、跨集群信号联通、点对点通信联通等。由于控制功能可采用现有的语音通信控制手段，也可以采用未来出现的技术手段，这里不对这些语音通信控制手段进行限制。

进一步地，本申请的语音网关还包括GSM模块16，该GSM模块16与控制器13连接，用于将接收到的蜂窝移动语音信号或蓝牙移动语音信号转化为数字语音信号以传输至控制器13。

进一步地，本申请的语音网关还包括通信模块17，通信模块17与控制器13连接，用于与外部的IP网络、电子设备等第三方设备进行连接以进行数字语音信号通信。在一具体实施例中，通信模块17包括RS232接口、RS485接口、CAN接口、RJ-45接口中的一者或多者。例如，通信模块17可通过RJ-45接口与IP网络进行连接，或通过RS232接口与安防网络进行连接，如此使得控制器13可将语音设备D1的语音信号或GSM模块的语音信号通过通信模块17发送至IP客户端或安防控制中心，实现不同集群网络间的语音通信需求。

本领域的技术人员可以理解，上述实施例公开的语音网关的工作原理可以用图2进行表示。一方面，用户的语音设备通过MIC、多路语音信号输入的形式进入语音网关，然后对输入的语音信号进行输入滤波和MIC放大，将滤波或放大后的语音信号进行多通道的A/D转换以得到相应的数字信号，如此可实现一种形式的语音信号输入；另一方面，GSM模块接收蜂窝移动网络的语音信号或蓝牙设备的语音信号，将接收到的语音信号转换为数字信号后传输至控制器，如此可实现另一种形式的语音信号输入。控制器对各种语音信号进行去噪、联通等控制处理，以将处理后的语音信号进行输出，一种方式是通过通信模块进行输出，另一种方式是对各种语音信号进行多通道D/A转换、输出滤波后，进行音频功放或者以有线或无线的形式执行多路语音信号输出。

根据上述实施例公开的语音网关，可以实现多种语音设备、多种集群网络之间的语音信号的互联互通效果，可见图3，单兵设备、对讲机、数传电台、手机、固定电话、IP网络都可快捷地接入语音网关，通过该语音网关实现所接入设备的语音信号的转接、联通过程，方便不同网络、不同设备间的语音通话。例如，对讲机接入语音网关后，不但可以实现多个对讲机之间的通话，还能够实现对讲机和手机之间的语音转换，从而达到对讲机和手机之间的通话操作。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种多网融合的语音网关,其特征在于，包括：

多个收发器，用于接收或发送多路有线的或无线的语音信号；

多个转换器，与多个所述收发器分别一一对应连接，用于对所述语音信号进行模数转换或数模转换；

控制器，与多个所述转换器连接，用于根据模数转换得到的数字语音信号控制语音通信过程。

2.如权利要求1所述的语音网关，其特征在于，多个所述收发器中的一个或多个收发器用于与用户的对讲机、单兵设备、数传电台中的至少一者进行无线连接，以接收或发送无线的语音信号。

3.如权利要求2所述的语音网关，其特征在于，多个所述收发器中的一个或多个收发器用于与用户的麦克风、固定电话中的至少一者进行有线连接，以接收或发送有线的语音信号。

4.如权利要求3所述的语音网关，其特征在于，多个所述收发器和多个所述转换器之间分别设有滤波器，所述滤波器用于对接收到的模拟语音信号或数模转换得到的模拟语音信号进行滤波。

5.如权利要求3所述的语音网关，其特征在于，与用户的麦克风连接的收发器和与该收发器连接的转换器之间设有放大器，所述放大器用于对麦克风产生的语音信号进行放大。

6.如权利要求4所述的语音网关，其特征在于，还包括音频功放，所述音频功放与一个或多个所述滤波器连接，用于将滤波后的语音信号进行功率放大以支持声音播放。

7.如权利要求6所述的语音网关，其特征在于，所述音频功放包括D类功放。

8.如权利要求1-7任一项所述的语音网关，其特征在于，还包括GSM模块，所述GSM模块与所述控制器连接，用于将接收到的蜂窝移动语音信号或蓝牙移动语音信号转化为数字语音信号以传输至所述控制器。

9.如权利要求1-7任一项所述的语音网关，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块与所述控制器连接，用于与外部的IP网络、电子设备进行连接以进行数字语音信号通信。

10.如权利要求9所述的语音网关，其特征在于，所述通信模块包括RS232接口、RS485接口、CAN接口、RJ-45接口中的一者或多者。