[發(fā)明專利]一種多功能頭盔式防噪音骨傳導(dǎo)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710340183.5
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107182008A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于麗娜
• 申請（專利權(quán)）人: 于麗娜
• 主分類號: H04R3/04
• 分類號: H04R3/04;H04L27/00;H04N7/18
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11435
• 代理人: 曹麗

1.一種多功能頭盔式防噪音骨傳導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，所述多功能頭盔式防噪音骨傳導(dǎo)系統(tǒng)包括：

耳麥單元，用于為語音控制模塊提供麥克風信號并將語音控制模塊提供的耳機信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)語音；

語音控制模塊，用于耳麥單元傳輸?shù)柠溈孙L信號的控制；將耳麥單元的語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過通訊模塊發(fā)送到指揮總站；

所述語音控制模塊的信號接收方法包括：

第一步，第一用戶獲取信道信息H₁，第二用戶獲取信道信息H₂，語音控制模塊獲取全部信道信息，其中H₁、H₂分別表示第一用戶與語音控制模塊之間、第二用戶與語音控制模塊之間的信道矩陣；

第二步，第一用戶和第二用戶向語音控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，語音控制模塊接收到混合信號y，并分為兩路；

y=PT1H1x1+PT2H2x2+n]]>

其中，x₁和x₂分別表示第一用戶和第二用戶發(fā)送的符號，P_T1表示x₁的發(fā)送功率，P_T2為x₂的發(fā)送功率，n表示加性高斯白噪聲，噪聲分量的方差均為

第三步，語音控制模塊根據(jù)獲取的信道矩陣計算表征數(shù)據(jù)x₁和x₂空間傳輸?shù)膯挝环较蛳蛄浚?/p>

第四步，語音控制模塊獲取x₁和x₂的接收干信比，即干擾信號與期望信號的功率比k_i(i＝1,2)，信噪比以及干擾與期望信號的空間相關(guān)度cos²θ，并計算x_i的接收準則

kdivi=1PTiσn2||Ei||2(1-cos2θ)]]>

其中，i＝1,2，為信噪比，對于i＝1，E₁＝H₁，對于i＝2，E₂＝H₂，

第五步，語音控制模塊分別將兩路信號的干信比k_i與第四步確定的進行比較，以選取能夠獲得最佳數(shù)據(jù)速率的接收方式；當時，采用正交投影接收；當時，采用匹配接收；語音控制模塊根據(jù)最佳接收方式分別設(shè)計x₁、x₂的接收濾波向量f₁、f₂，當采用匹配接收時，接收濾波向量f_i選取f_i^M：

f_i^M＝d_i

當采用正交投影接收時，接收濾波向量f_i選取f_i^O：

fiO=di-djHdidj||di-djHdidj||]]>

其中i＝1,2，j＝1,2，并且i≠j；

第六步，語音控制模塊利用第五步設(shè)計的濾波向量f₁、f₂對兩路與y相同的混合信號進行濾波處理，恢復(fù)出x₁和x₂；對x_i的解碼如下式：

yi‾=PT1(fi)HH1x1+PT2(fi)HH2x2+(fi)Hn;]]>

所述的語音控制模塊內(nèi)置頻率分析單模塊、相位曲線計算模塊、誤差計算模塊、聲音信號識別模塊；

所述的頻率分析模塊，分析聲音信號的頻率信號；

所述頻率分析模塊對接收信號s(t)進行非線性變換，按如下公式進行：

f[s(t)]=s(t)*ln|s(t)||s(t)|=s(t)c(t);]]>

其中A表示信號的幅度，a(m)表示信號的碼元符號，p(t)表示成形函數(shù)，f_c表示信號的載波頻率，表示信號的相位，通過該非線性變換后可得到：

f[s(t)]=s(t)ln|Aa(m)||Aa(m)|;]]>

計算接收信號s(t)的廣義二階循環(huán)累積量按如下公式進行：

GCs,20β=GMs,20β;]]>

接收信號s(t)的特征參數(shù)M²的理論值具體計算公式為：

GCs,20β=1NΣk=1Na(k)a(k)|ln|a(k)||2]]>

經(jīng)過計算可知，BPSK信號和MSK信號的均為1，QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信號的均為0，由此可以用最小均方誤差分類器將BPSK、MSK信號與QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信號分開；對于BPSK信號而言，在廣義循環(huán)累積量幅度譜上僅在載頻位置存在一個明顯譜峰，而MSK信號在兩個頻率處各有一個明顯譜峰，由此可通過特征參數(shù)M²和檢測廣義循環(huán)累積量幅度譜的譜峰個數(shù)將BPSK信號與MSK信號識別出來；

檢測廣義循環(huán)累積量幅度譜的譜峰個數(shù)的具體方法如下：

首先搜索廣義循環(huán)累積量幅度譜的最大值Max及其位置對應(yīng)的循環(huán)頻率α₀，將其小鄰域[α₀-δ₀,α₀+δ₀]內(nèi)置零，其中δ₀為一個正數(shù)，若|α₀-f_c|/f_c＜σ₀，其中δ₀為一個接近0的正數(shù)，f_c為信號的載波頻率，則判斷此信號類型為BPSK信號，否則繼續(xù)搜索次大值Max1及其位置對應(yīng)的循環(huán)頻率α₁；若|Max-Max1|/Max＜σ₀，并且|(α₀+α₁)/2-f_c|/f_c＜σ₀，則判斷此信號類型為MSK信號；

所述的相位曲線計算單模塊，計算與所述頻率信號的相位的時間變化進行近似的相位曲線；

所述的誤差計算模塊，對所述相位曲線與所述頻率信號的相位之間的誤差進行計算；

所述的聲音信號識別模塊，基于所述誤差對所述聲音信號是否是周期聲音的信號進行識別；

顯示模塊，用于顯示發(fā)送語音控制模塊過來的提醒信息；

發(fā)聲模塊，用于以語音方式表征發(fā)送過來的提醒信息。