[發明專利]一種雙模塊數據處理的對講機系統

有效

• 申請號: 202011151514.9
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN113393849B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 袁梅;梁向東;汪鵬程;黃潔文
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學南寧分校
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00;G10L19/02;G10L19/032
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 崔建章

本發明公開了一種雙模塊數據處理的對講機系統，屬于對講機領域，包括：壓縮模塊、LoRa無線發送模塊、LoRa無線接收模塊、解壓模塊和語音播放器。該對講機系統可以將22KB/s、44KB/s以上的語音數據實時壓縮成0.6KB/s甚至更低。相比于現有的MPEG標準的壓縮技術，無需等待一段語音結束后再進行壓縮處理，而是將語音信號分段實時壓縮，無需等待漫長時延，在實現實時性通信的同時也極大地保留了語音的質量。相較于MPEG格式壓縮率更高，更加適合在窄帶物聯網的極低速率下傳輸。

本申請是申請日為2019年01月29日、名稱為“用于窄帶物聯網的實時語音壓縮和解壓的方法”、申請號為201910086356.4的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及在窄帶物聯網中語音通信的技術領域，更具體地說，涉及一種雙模塊數據處理的對講機系統，以及在對講機中的應用。

背景技術

隨著信息技術的爆炸性發展，當今的世界已經進入萬物互聯的時代，各種物聯網技術層出不窮。但是，由于窄帶物聯網固有的帶寬窄，傳輸速率低，時延較長等特點。導致使用Zigbee、LoRa以及NB-IOT等通信方式在傳輸語音信號時存在較大的困難，如何有效利用窄帶物聯網有限的帶寬資源，實現數據量為22KB/s以上的語音收發，已經成為迫切需要解決的問題。

1、以LoRa為例：在用LoRa技術傳輸數據時，如果傳輸的碼速率小于8B/s時，傳輸距離可達到25公里(空曠場地)，而當碼速率達到960B/s時，同等條件下的傳輸距離已下降至1Km以下，而一般的語音通信的數據量達到22KB/s，在未壓縮的情況下，基本上無法通過LoRa的方式傳輸。

2、Zigbee的理論帶寬為256KB/s，但其所傳輸的數據中各種協議的數據包實際占有很大比重，能夠留給語音通信用的帶寬十分有限，如果不對高達22KB/s的語音數據進行壓縮，即使Zigbee可以勉強傳輸，也會帶來很大的時延。

3、現有最常用的語音壓縮技術為MPEG2，此技術已經非常成熟，但如果直接用于窄帶無線通信時，會有以下缺陷：

(1)實時性不強：MPEG2至少需要采樣夠一個完整的語音音節的數據后，壓縮成的數據才足以保證通話質量，而一個完整的音節至少時長為0.4～0.7s，再加上通話時延，通常總通話時延至少在1s以上，而我們的實時語音壓縮技術每50ms完成一幀壓縮，因此在通話的實時性上遠強于MPEG2。

(2)壓縮比不足:MPEG2的壓縮率是12:1--10:1，壓縮比不足無法在窄帶物聯網中實時語音傳輸技術。對22KB/s速度的語音數據，在每次截取壓縮總時長為20ms的語音數據時，我們的實時語音功率譜壓縮技術可達40:1，甚至更高的壓縮比，22KB/s能壓縮在0.6KB/s以內，可實現窄帶物聯網的語音實時通暢通信。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，本發明提供一種雙模塊數據處理的對講機系統，包括：

壓縮模塊，其用于實時接收拾音器傳輸過來的模擬語音信號，并將模擬語音信號AD轉化為語音數據，然后將語音數據進行壓縮得到傳輸序碼列；

LoRa無線發送模塊，其用于將壓縮模塊的傳輸序碼列無線發送給窄帶物聯網，傳輸給其他對講機接收；

LoRa無線接收模塊，其用于將從窄帶物聯網傳輸過來的其他對講機的傳輸序碼列無線接受給解壓模塊；

解壓模塊，其用于實時接受LoRa無線接收模塊傳輸來的其他對講機的傳輸序碼列進行解壓；

語音播放器，其用于將解壓模塊解壓后的語音信號播放發聲；

進一步地，所述壓縮模塊和解壓模塊分別都用ISD9160芯片。