無線數字語音基帶傳輸系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了無線數字語音基帶傳輸系統，涉及通信領域，包括音頻輸入接口、音頻輸出接口、第一功放、第二功放、音頻改善電路、音頻編碼器、FPGA控制器和數據輸出接口，音頻輸入接口連接第一功放的輸入端，第一功放的輸出端連接音頻改善電路的輸入端，音頻改善電路的輸出端連接音頻編碼器的音頻輸入端；音頻輸出接口連接第二功放的輸出端，第二功放的輸入端連接音頻編碼器的音頻輸出端；音頻編碼器的數據通信端連接FPGA控制器，FPGA控制器還連接數據輸出接口；采用全雙工、半雙工的語音壓縮編解碼，壓縮速率模式則為2050b/s，2400b/s、2750b/s或3600b/s(帶FEC功能)，采用以太網協議標準，具有高質量的擴大通信容量，使得在較窄的帶寬內傳送更多的語音數據。
【專利說明】
無線數字語音基帶傳輸系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及通信領域，特別涉及無線數字語音基帶傳輸系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著大規模集成電路的快速發展，數字通信設備的復雜度大大降低，同時先進的數字信號處理技術和光纖等大容量傳輸介質的廣泛使用使得寬帶問題不復存在。因此，數字通信系統的應用日益廣泛。
[0003]目前，雖然數字基帶傳輸不如帶通傳輸那樣廣泛，但對于基帶傳輸的研究仍是十分有意義的。在利用對稱電纜構成的近程數據通信系統中廣泛采用基帶傳輸方式；隨著數字通信技術的發展，基帶傳輸方式也有迅速發展的趨勢，它不僅用于低速數據傳輸，而且還用于高速數據傳輸;基帶傳輸系統的許多問題也是帶通傳輸系統必須考慮的問題;任何一個采用線性調制的帶通傳輸系統，可以等效為一個基帶傳輸系統來研究。
[0004]在實際基帶傳輸系統中，并非所有的原始基帶數字信號都能在信道中傳輸。例如，有的信號含有豐富的直流和低頻成分，不便提取同步信號;有的信號易于形成碼間串擾等。因此，基帶傳輸系統首先面臨的問題是選擇什么樣的信號形式，即傳輸碼型的選擇和基帶脈沖波形的選擇。為了在傳輸信道中獲得優良的傳輸特性，一般要將信碼信號變化為適合于信道傳輸特性的傳輸碼，即進行適當的碼型變換。由于基帶傳輸系統在數字傳輸系統中有不可替代的作用，其應用范圍也隨著技術的發展滲入網絡通信、衛星通信、手機通信、數字電視、數字電話等生活、科技的各方面，日益成為數字通信傳輸系統中的關鍵技術。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供無線數字語音基帶傳輸系統，采用全雙工、半雙工的語音壓縮編解碼，壓縮速率模式則為2050b/s，2400b/s、2750b/s或3600b/s(帶FEC功能)，采用以太網協議標準，具有高質量的擴大通信容量，使得在較窄的帶寬內傳送更多的語音數據。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0007]無線數字語音基帶傳輸系統，包括音頻輸入接口、音頻輸出接口、第一功放、第二功放、音頻改善電路、音頻編碼器、FPGA控制器和數據輸出接口，音頻輸入接口連接第一功放的輸入端，第一功放的輸出端連接音頻改善電路的輸入端，音頻改善電路的輸出端連接音頻編碼器的音頻輸入端；
[0008]音頻輸出接口連接第二功放的輸出端，第二功放的輸入端連接音頻編碼器的音頻輸出端；
[0009]音頻編碼器的數據通信端連接FPGA控制器，FPGA控制器還連接數據輸出接口；
[0010]所述音頻改善電路包括電阻R58、電阻R9、電容C145和電容C146，電阻R9的I腳連接正電源，電阻R9的2腳連接電容C145的I腳，電阻R58的2腳連接電容C146的I腳，電阻R58的I腳連接地線，電容C145的I腳和電容C146的I腳組成了所述音頻改善電路的輸入端，電容Cl 45的2腳和電容Cl 46的2腳組成了所述音頻改善電路的輸出端。
[0011]所述音頻編碼器的型號為CMX683，所述音頻編碼器的5腳和6腳組成了所述音頻編碼器的音頻輸入端，所述音頻編碼器的10腳為所述音頻編碼器的音頻輸出端，所述音頻編碼器的15?18腳和42?47腳組成了所述音頻編碼器的數據通信端。
[0012]所述第一功放的型號為MAX4364，所述第一功放的4腳為所述第一功放的輸入端，所述第一功放的5腳和8腳組成了所述第一功放的輸出端;所述第二功放的型號為MAX4364，所述第二功放的4腳為所述第二功放的輸入端，所述第二功放的5腳和8腳組成了所述第二功放的輸出端。
[0013]所述數據輸出接口為CAN接口、485接口、232接口或C-BUS接口。
[0014]基于所述的無線數字語音基帶傳輸系統的無線數字語音基帶傳輸方法，包括如下步驟:
[0015]步驟I:首先在音頻輸入接口接入一個麥克，并在音頻輸出接口接入一個喇叭;并在一臺PC電腦上安裝上位機軟件，并使所述無線數字語音基帶傳輸系統通過所述數據輸出接口與PC電腦連接；
[0016]步驟2:使所述無線數字語音基帶傳輸系統外接24V電源，設置PC電腦的IPJiPCi腦和無線數字語音基帶傳輸系統的IP在同一網段中；
[0017]步驟3:從PC電腦的上位機軟件中進入無線數字語音基帶傳輸系統的調試界面；
[0018]步驟4:用戶向麥克喊話，麥克生成輸入語音信號，并通過第一功放將輸入語音信號傳送給音頻改善電路，音頻改善電路將輸入語音信號改善后傳送給音頻編碼器，音頻編碼器對輸入語音信號進行編碼，生成輸入編碼信號，音頻編碼器將輸入編碼信號傳送給FPGA控制器，FPGA控制器將輸入編碼信號進行協議處理后發送給PC電腦；
[0019]步驟5:PC電腦通過上位機軟件解碼輸入編碼信號，并還原輸入語音信號；
[0020]步驟6:用于在PC電腦上的上位機上輸入輸出音頻信號，PC電腦上的上位機將輸出音頻信號進行編碼，生成輸出編碼信號；
[0021 ]步驟7:PC電腦通過上位機軟件向FPGA控制器發送輸出編碼信號，FPGA控制器將輸出編碼信號發送給音頻編碼器，音頻編碼器解碼輸出編碼信號并還原輸出音頻信號；
[0022]步驟8:音頻編碼器將輸出音頻信號發送給第二功放，第二功放通過音頻輸出接口傳送給喇叭，喇叭播放輸出音頻信號；
[0023]本實用新型提供的無線數字語音基帶傳輸系統，采用全雙工、半雙工的語音壓縮編解碼，壓縮速率模式則為2050b/s，2400b/s、2750b/s或3600b/s (帶FEC功能)，采用以太網協議標準，具有高質量的擴大通信容量，使得在較窄的帶寬內傳送更多的語音數據;本實用新型采用魯棒的先進低復雜性波形插入技術，提供超低位速率下長話級音質性能，且具有SDD(軟決策解碼)、DTX(非連續發送檢測)、VAD(語音激活檢測)、CNG(舒適噪聲發生)功能。因此，該語音編解碼器可廣泛用于語音存儲和回放、VoIP、數字PMR/LMR、再生數字語音中繼等領域。集成16位A/D和D/A轉換器、模擬增益放大器和數字低通濾波器;主機通過控制總線C-BUS接口配置內部寄存器，實現不同功能;端口 SYNC使主機與CMX638同步;語音壓縮編碼器將源信號壓縮成低比特率的數據幀，解碼器把數據幀解壓縮，恢復源信號;使用FEC功能，開關則選擇前向糾錯編碼器和解碼器，兩者加入到數據的壓縮和解壓縮過程中；STD/DTMF管理模塊提供語音信號的特殊處理功能，實現單音或雙音檢測，提高語音壓縮和解壓質量。本設備可廣泛應用于通信中的語音、圖像、數據的傳輸;本實用新型可以在較窄的帶寬內傳送更多的語音數據，在有限的頻段下，傳輸更多高質量的語音信息。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的硬件原理圖框圖；
[0025]圖2是本實用新型的音頻改善電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0026]實施例1:
[0027]如圖1所示，無線數字語音基帶傳輸系統，包括音頻輸入接口、音頻輸出接口、第一功放、第二功放、音頻改善電路、音頻編碼器、FPGA控制器和數據輸出接口，音頻輸入接口連接第一功放的輸入端，第一功放的輸出端連接音頻改善電路的輸入端，音頻改善電路的輸出端連接音頻編碼器的音頻輸入端；
[0028]音頻輸出接口連接第二功放的輸出端，第二功放的輸入端連接音頻編碼器的音頻輸出端；
[0029]音頻編碼器的數據通信端連接FPGA控制器，FPGA控制器還連接數據輸出接口；
[0030]如圖2所示，所述音頻改善電路包括電阻R58、電阻R9、電容C145和電容C146，電阻R9的I腳連接正電源，電阻R9的2腳連接電容Cl 45的I腳，電阻R58的2腳連接電容C146的I腳，電阻R58的I腳連接地線，電容C145的I腳和電容C146的I腳組成了所述音頻改善電路的輸入端，電容Cl 45的2腳和電容Cl 46的2腳組成了所述音頻改善電路的輸出端；
[0031]所述音頻編碼器的型號為CMX683，所述音頻編碼器的5腳和6腳組成了所述音頻編碼器的音頻輸入端，所述音頻編碼器的10腳為所述音頻編碼器的音頻輸出端，所述音頻編碼器的15?18腳和42?47腳組成了所述音頻編碼器的數據通信端。
[0032]所述第一功放的型號為MAX4364，所述第一功放的4腳為所述第一功放的輸入端，所述第一功放的5腳和8腳組成了所述第一功放的輸出端;所述第二功放的型號為MAX4364，所述第二功放的4腳為所述第二功放的輸入端，所述第二功放的5腳和8腳組成了所述第二功放的輸出端。
[0033]所述數據輸出接口為CAN接口、485接口、232接口或C-BUS接口。
[0034]實施例2:
[0035]基于實施例1所述的無線數字語音基帶傳輸系統的無線數字語音基帶傳輸方法，包括如下步驟:
[0036]步驟I:首先在音頻輸入接口接入一個麥克，并在音頻輸出接口接入一個喇叭;并在一臺PC電腦上安裝上位機軟件，并使所述無線數字語音基帶傳輸系統通過所述數據輸出接口與PC電腦連接；
[0037]步驟2:使所述無線數字語音基帶傳輸系統外接24V電源，設置PC電腦的IPJiPCi腦和無線數字語音基帶傳輸系統的IP在同一網段中；
[0038]步驟3:從PC電腦的上位機軟件中進入無線數字語音基帶傳輸系統的調試界面；
[0039]步驟4:用戶向麥克喊話，麥克生成輸入語音信號，并通過第一功放將輸入語音信號傳送給音頻改善電路，音頻改善電路將輸入語音信號改善后傳送給音頻編碼器，音頻編碼器對輸入語音信號進行編碼，生成輸入編碼信號，音頻編碼器將輸入編碼信號傳送給FPGA控制器，FPGA控制器將輸入編碼信號進行協議處理后發送給PC電腦；
[0040]步驟5:PC電腦通過上位機軟件解碼輸入編碼信號，并還原輸入語音信號；
[0041 ]步驟6:用于在PC電腦上的上位機上輸入輸出音頻信號，PC電腦上的上位機將輸出音頻信號進行編碼，生成輸出編碼信號；
[0042]步驟7:PC電腦通過上位機軟件向FPGA控制器發送輸出編碼信號，FPGA控制器將輸出編碼信號發送給音頻編碼器，音頻編碼器解碼輸出編碼信號并還原輸出音頻信號；
[0043]步驟8:音頻編碼器將輸出音頻信號發送給第二功放，第二功放通過音頻輸出接口傳送給喇叭，喇叭播放輸出音頻信號。
[0044]本實用新型提供的無線數字語音基帶傳輸系統及其傳輸方法，采用全雙工、半雙工的語音壓縮編解碼，壓縮速率模式則為2050b/s，2400b/s、2750b/s或3600b/s(帶FEC功能)，采用以太網協議標準，具有高質量的擴大通信容量，使得在較窄的帶寬內傳送更多的語音數據;本實用新型采用魯棒的先進低復雜性波形插入技術，提供超低位速率下長話級音質性能，且具有SDD(軟決策解碼)、DTX(非連續發送檢測)、VAD(語音激活檢測)、CNG(舒適噪聲發生)功能。因此，該語音編解碼器可廣泛用于語音存儲和回放、VoIP、數字PMR/LMR、再生數字語音中繼等領域。集成16位A/D和D/A轉換器、模擬增益放大器和數字低通濾波器;主機通過控制總線C-BUS接口配置內部寄存器，實現不同功能；端口 SYNC使主機與CMX638同步;語音壓縮編碼器將源信號壓縮成低比特率的數據幀，解碼器把數據幀解壓縮，恢復源信號;使用FEC功能，開關則選擇前向糾錯編碼器和解碼器，兩者加入到數據的壓縮和解壓縮過程中；STD/DTMF管理模塊提供語音信號的特殊處理功能，實現單音或雙音檢測，提高語音壓縮和解壓質量。本設備可廣泛應用于通信中的語音、圖像、數據的傳輸;本實用新型可以在較窄的帶寬內傳送更多的語音數據，在有限的頻段下，傳輸更多高質量的語音信息。
【主權項】
1.無線數字語音基帶傳輸系統，其特征在于:包括音頻輸入接口、音頻輸出接口、第一功放、第二功放、音頻改善電路、音頻編碼器、FPGA控制器和數據輸出接口，音頻輸入接口連接第一功放的輸入端，第一功放的輸出端連接音頻改善電路的輸入端，音頻改善電路的輸出端連接音頻編碼器的音頻輸入端； 音頻輸出接口連接第二功放的輸出端，第二功放的輸入端連接音頻編碼器的音頻輸出端； 音頻編碼器的數據通信端連接FPGA控制器，FPGA控制器還連接數據輸出接口； 所述音頻改善電路包括電阻R58、電阻R9、電容C145和電容C146，電阻R9的I腳連接正電源，電阻R9的2腳連接電容Cl 45的I腳，電阻R58的2腳連接電容Cl 46的I腳，電阻R58的I腳連接地線，電容C145的I腳和電容C146的I腳組成了所述音頻改善電路的輸入端，電容C145的2腳和電容C146的2腳組成了所述音頻改善電路的輸出端。2.如權利要求1所述無線數字語音基帶傳輸系統，其特征在于:所述音頻編碼器的型號為CMX683，所述音頻編碼器的5腳和6腳組成了所述音頻編碼器的音頻輸入端，所述音頻編碼器的10腳為所述音頻編碼器的音頻輸出端，所述音頻編碼器的15?18腳和42?47腳組成了所述音頻編碼器的數據通信端。3.如權利要求1所述無線數字語音基帶傳輸系統，其特征在于:所述第一功放的型號為MAX4364，所述第一功放的4腳為所述第一功放的輸入端，所述第一功放的5腳和8腳組成了所述第一功放的輸出端;所述第二功放的型號為MAX4364，所述第二功放的4腳為所述第二功放的輸入端，所述第二功放的5腳和8腳組成了所述第二功放的輸出端。4.如權利要求1所述無線數字語音基帶傳輸系統，其特征在于:所述數據輸出接口為CAN接口、485接口、232接口或 C-BUS接口。
【文檔編號】G10L19/16GK205595068SQ201620408792
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】桑明華
【申請人】南京威翔科技有限公司