一种语音传输系统的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种语音传输系统。

背景技术：

户外团体活动时，主要采用传统通信手段保持联络，包括手机和对讲机。

手机在户外团体活动时存在诸多缺点和不足：首先，手机不支持群呼功能，无法在同一时刻与所有人进行通话，而必须依次联络所有人，费时且效率极低。其次，虽然当前运营商通信费用不断下调，但是团体成员间频繁、长时间的语音通话，仍将产生高昂费用。特别需要注意的是，当身处山区、森林、荒漠等基站覆盖弱的特殊地区，手机通信可能无法使用，在这些场景中只能采用对讲机进行通话。

但是，普通对讲机存在信道衰减衰落大、通信距离短的缺点。而且，在通话过程中需要手持操作，通话过程中无法处理其他事务，对于骑行及自驾用户而言容易因此造成安全事故。因此，需要一种轻便小巧、支持声控触发、耳机式的通话方式。

技术实现要素：

为了解决现有技术中普通对讲机存在信道衰减衰落大、通信距离短的缺点等问题，本发明实施例提供了一种语音传输系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种语音传输系统，所述系统包括：蓝牙耳机和超短波电台，所述蓝牙耳机和所述超短波电台通过蓝牙无线连接；

所述蓝牙耳机包括：采集模块，用于采集第一原始语音；传输模块，用于将所述第一原始语音通过蓝牙无线信道传输给所述超短波电台；

所述超短波电台包括：蓝牙传输模块，用于接收所述蓝牙耳机传输的所述第一原始语音；处理模块，用于采用预定的语音编码速率将所述第一原始语音编码为语音块；采用信道交织技术对所述语音块进行信道编码，得到第一语音帧；超短波传输模块，用于将所述第一语音帧传输到对端超短波电台；并接收所述对端超短波电台传输的第二语音帧；所述处理模块，还用于对所述第二语音帧进行解码，得到第二原始语音；所述蓝牙传输模块，还用于将所述第二原始语音传输至所述蓝牙耳机；

所述蓝牙耳机还包括：输出模块，用于根据所述第二原始语音进行语音播放。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述处理模块，用于采用增强型混合激励线性预测算法对所述第一原始语音进行编码。

在本发明实施例的另一种实现方式中，用于将67.5ms的第一原始语音采用1.2kbps的语音编码速率编码为88bit的语音块，所述88bit的语音块包括81bit的数据位和7bit的控制位；或者，将90ms的第一原始语音采用0.6kbps的语音编码速率编码为56bit的语音块，所述56bit的语音块包括54bit的数据位和2bit的控制位；或者，将22.5ms的第一原始语音采用2.4kbps的语音编码速率编码为56bit的语音块，所述56bit的语音块包括54bit的数据位和2bit的控制位；

所述控制位用于标识语音通话开始或结束。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述处理模块，用于将一个所述语音块的数据位通过交织分散到S个所述第一语音帧中，S为大于2的整数。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述S为4或5。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述处理模块，还用于在所述超短波传输模块发送所述第一语音帧至所述对端超短波电台之前，通过所述超短波传输模块向所述对端超短波电台发送前导码和同步字。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述处理模块，还用于在接收到所述对端超短波电台发送的同步字后，超过第一时间仍未收到下一个同步字，确定通话结束。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一时间为0.5S。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述处理模块，还用于在对所述第一原始语音编码前，对所述第一原始语音进行语音活动检测，以确定所述第一原始语音中人声开始和结束；当确定所述第一原始语音中人声开始时，开始对所述第一原始语音进行编码；当确定所述第一原始语音中人声结束时，停止对所述第一原始语音进行编码。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述蓝牙耳机还包括：第一连接模块，用于与所述超短波电台建立蓝牙无线连接；所述超短波电台还包括：第二连接模块，用于与所述蓝牙耳机建立蓝牙无线连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明通过蓝牙耳机采集和播放语音；超短波电台进行第一原始语音编码、信道交织以及解码等工作；超短波电台与蓝牙耳机间通过蓝牙传输语音；超短波电台之间通过超短波无线信道传输原始语音编码后的语音帧。通过上述方案，对原始语音进行编码压缩，有效地降低了空中数据率，并引入了交织编码，提高了语音传输的距离和可靠性；采用蓝牙耳机作为语音输入输出接口，可解放双手，用户通话时可自由、灵活处理其它事务，提高了用户体验度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种语音传输系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的语音传输系统的框图；

图3是本发明实施例提供的语音帧的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供的一种语音传输系统，语音传输系统包括蓝牙耳机和超短波电台，蓝牙耳机和超短波电台的数量相同，且蓝牙耳机和超短波电台的数量均为至少两个，一个蓝牙耳机和一个超短波电台配套使用。

图1是本发明实施例提供的一种语音传输系统的结构示意图，参见图1，该系统包括超短波电台(100、300、500和700)以及蓝牙耳机(200、400、600和800)，蓝牙耳机200和超短波电台100配套使用，蓝牙耳机400和超短波电台300配套使用，蓝牙耳机600和超短波电台500配套使用，蓝牙耳机800和超短波电台700配套使用。蓝牙耳机采集的第一原始语音通过超短波电台发送到与之连接的对端超短波电台，然后通过对端超短波电台配套的蓝牙耳机进行播放。例如，蓝牙耳机200采集的第一原始语音通过无线蓝牙协议传输给超短波电台100，超短波电台100通过超短波无线信道发送到超短波电台300，然后通过蓝牙耳机400进行播放。上述传输过程的详细描述，参见后文。

由于该系统中各个蓝牙耳机具有的功能以及执行的处理过程相同，各个超短波电台具有的功能以及执行的处理过程相同，因此后文描述时以其中的超短波电台100和蓝牙耳机200为例进行说明。

图2是本发明实施例提供的语音传输系统的框图，参见图2，该系统包括：蓝牙耳机200和超短波电台100，蓝牙耳机200和超短波电台100通过蓝牙无线连接；

蓝牙耳机200包括：采集模块201，用于采集第一原始语音；传输模块202，用于将第一原始语音通过蓝牙无线信道传输给超短波电台100；

超短波电台100包括：蓝牙传输模块101，用于接收蓝牙耳机200传输的第一原始语音；处理模块102，用于采用预定的语音编码速率将第一原始语音编码为语音块；采用信道交织技术对语音块进行信道编码，得到第一语音帧；超短波传输模块103，用于将第一语音帧传输到对端超短波电台；并接收对端超短波电台传输的第二语音帧；处理模块102，还用于对第二语音帧进行解码，得到第二原始语音；蓝牙传输模块101，还用于将第二原始语音传输至蓝牙耳机200；

蓝牙耳机200还包括：输出模块203，用于根据第二原始语音进行语音播放。

本发明通过蓝牙耳机采集和播放语音；超短波电台进行第一原始语音编码、信道交织以及解码等工作；超短波电台与蓝牙耳机间通过蓝牙传输语音；超短波电台之间通过超短波无线信道传输原始语音编码后的语音帧。通过上述方案，对原始语音进行编码压缩，有效地降低了空中数据率，并引入了交织编码，提高了语音传输的距离和可靠性；采用蓝牙耳机作为语音输入输出接口，用户通话时可自由、灵活处理其它事务，提高了用户体验度。

其中，采集模块201具体可以为麦克风，输出模块203具体可以为扬声器。采集模块201实时采集环境声音得到模拟声音信号，将模拟声音信号转换为第一原始语音(数字信号)，采样率可以为8kHz，数据位长可以为16Bit，数据率128kbps。输出模块203将第二原始语音(数字信号)转换为模拟声音信号进行播放，数据率128kbps。

在本发明实施例中，处理模块102在进行语音编码时，可以采用多种不同的算法实现，例如，处理模块102可以用于采用增强型混合激励线性预测算法(MELPe算法)对第一原始语音进行编码。

在本发明实施例中，处理模块102可以用于将67.5ms的第一原始语音采用1.2kbps的语音编码速率编码为88bit(11个字节)的语音块，88bit的语音块包括81bit的数据位和7bit的控制位；或者，将90ms的第一原始语音采用0.6kbps的语音编码速率编码为56bit(7个字节)的语音块，56bit的语音块包括54bit的数据位和2bit的控制位；或者，将22.5ms的第一原始语音采用2.4kbps的语音编码速率编码为56bit的语音块，56bit的语音块包括54bit的数据位和2bit的控制位；控制位用于标识语音通话开始或结束。

语音块为固定长度的比特数据，包括数据位(语音比特)和控制位。数据位是语音编码后经过交织信道编码后的比特序列，承载着有用的声音信息。控制位用于携带语音通话开始、结束等控制信息，其中语音开始、结束可以采用控制位中的两bit实现。具体实施时也可以通过扩展语音块的长度来新增控制位，以承载更多控制信息。

在进行信道交织时，处理模块102可以用于将一个语音块的数据位通过交织分散到S个第一语音帧中，S为大于2的整数。

其中，S也称为交织深度，交织深度可灵活选择，优选为4或5。

信道交织编码，用于改善超短波无线信道的信号衰落。可采用线性交织或卷积交织，信道交织编码通过一个语音块的数据位分散在S个第一语音帧中，以改变比特间的邻近关系。S越大，传输特性越好，但传输时延越大。在实际应用时，视需求进行灵活选择。传输时延T_d＝t_f×S，其中t_f为第一语音帧时长。

第一语音帧除了包括交织编码后的数据位之外，还包括原本数据块中的控制位。

在本发明实施例中，处理模块102在解码时，先从第二语音帧中提取出数据位和控制位；对数据位进行交织信道解码得到语音块；对语音块进行解码，得到第二原始语音。

进一步地，处理模块102还可以用于在超短波传输模块发送第一语音帧至对端超短波电台之前，通过超短波传输模块向对端超短波电台发送前导码和同步字。前导码用于收发双方位同步，并稳定功率增益至最大值，前导码发送完后立即发送同步字，同步字用于接收方准确判定语音帧的起始时刻。前导码和同步字的位长根据具体无线信道状态进行选取，一般条件下前导码可取32比特，同步字可取32比特。

如图3所示，语音帧4通过多个语音块(3，4……)通过交织得到；在发送每个语音帧前需要发生前导码和同步字，图3中仅示出语音帧4前的前导码和同步字，而未示出其他语音帧的前导码和同步字；每个语音块包括数据位(图示为81bit)和控制位(图示为7bit)。

进一步地，处理模块102还可以用于在接收到对端超短波电台发送的同步字后，超过第一时间仍未收到下一个同步字，确定通话结束。

其中，第一时间可以为0.5S(秒)。

具体地，超短波电台100未进行数据发送时，默认自动进入接收状态，等待数据。超短波电台100接收到同步字后，开始接收第二语音帧。超短波电台100收到控制位中语音通话结束标志，或超时0.5秒未接收到新的第二语音帧，则认为本次通话结束。

可选地，处理模块102，还用于在对第一原始语音编码前，对第一原始语音进行语音活动检测，以确定第一原始语音中人声开始和结束；当确定第一原始语音中人声开始时，开始对第一原始语音进行编码；当确定第一原始语音中人声结束时，停止对第一原始语音进行编码。这样做避免了对用户讲话前后录入的杂音(没有人声)进行编码和发送，减少了传输资源浪费。

进一步地，蓝牙耳机200还包括：第一连接模块204，用于与超短波电台100建立蓝牙无线连接；超短波电台100还包括：第二连接模块104，用于与蓝牙耳机200建立蓝牙无线连接。其中，蓝牙无线连接依靠无线蓝牙协议建立，蓝牙耳机200和超短波电台100支持的无线蓝牙协议包括HSP(Head set Profile，)和HFP(Hand free Profile)等。

具体地，超短波电台100上电后，第二连接模块104开始发现附近的蓝牙设备，产生蓝牙设备列表。第二连接模块104依据蓝牙协议中的设备类选出蓝牙耳机，并主动发起蓝牙无线配对连接。若此时蓝牙耳机正处于配对状态，将最终建立超短波电台与蓝牙耳机之间的无线蓝牙连接。

蓝牙耳机与超短波电台间成功建立无线连接后，蓝牙耳机将采集的声音信号通过蓝牙无线信道传送给超短波电台，进行语音处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。