一种电台信号的分离系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电台信号的分离系统，包括：模数转换控制器，用于将输入的模拟信号转换为数字信号；从模数转换控制器输出的信号分为两路，一路输入ＦＩＲ滤波器进行单频滤波，然后经过数模转换控制器转换为语音信号后输出；另一路依次经过时频转换单元、阈值检测单元以及稳定处理单元后分离出ＰＴＴ控制信号输出。本发明专利技术具有以下优点：（１）滤波效果较好；（２）频率检测精度高；（３）噪声系数低；（４）工艺简单；（５）稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电台信号的分离系统，特别是一种电台PTT控制信号与话音的分 离系统。
技术介绍
—般来说，无线电台(以下简称电台)通信采用半双工通信方式，一方在发送话 音信号的同时，不能接收另一方的话音信号。因此电台的通信接口分为两部分，一部分为话 音信号接口 ，用于发送接收话音，另一部分为PTT控制信号接口 ，用于控制电台的发送接收 状态。 然而，目前有许多通信设备，如民航、海事、铁路交通的内部通信以及应急通信等(以下简称内通设备)，为了实现电台的远程遥控，并且节省信道资源，将PTT控制信号调制成2930Hz的单频信号与话音信号一起发送，确保PTT控制信号传输的可靠性。 当内通设备与电台直接相连时，接口不兼容。因此需要设计一种电台接口转换模块，能够将2930Hz的单频信号与话音信号分离开来，实现电台与内通设备的通信，如图l所示采用模拟电路实现。 目前电台PTT控制信号与话音的分离是采用模拟电路的模式实现。 一方面，采 用模拟器件组合，采用多级滤波器级联方式，实现中心频率为2930Hz的带阻滤波器，滤 除2930Hz单频信号，得到比较纯净的话音信号，另一方面，采用模拟频率检测电路，实现 2930Hz单频信号的检测，用于控制PTT控制信号的产生与发送。 目前模拟电路模式的电台PTT控制信号与话音分离方法，可以实现功能。但由于 体制等原因，模拟电路还存在以下缺陷(l)滤波效果较差。模拟滤波器的阻带衰减能力较 差，2930Hz单频信号滤除不干净，影响话音的接收效果；(2)频率检测精度较低。检测频宽 一般在100Hz以上，使得单频信号误检率上升，导致PTT控制信号控制失误；(3)噪声系数 较高。 一般的模拟电路都会产生-10db左右的地线噪声；而且多级滤波器级联，也会引入较 大噪声，影响话音的接收效果；(4)生产、调试工艺复杂，且适应性较差。生产过程中由于模 拟器件的离散性，需要通过调整大量电阻和电容等元器件对每台设备的滤波器频率、增益 等参数进行调整，费工费时；(5)稳定性差。模拟器件一致性和温度特性不好，产品出厂后 容易受温度或器件特性的变化影响，导致调整好的参数发生漂移，使设备性能指标下降或 失效。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电台信 号的分离系统。 本专利技术的目的是针对以上所述模拟电路的弱项，采用数字信号处理方法设计一种 新方法，实现电台PTT控制信号与话音的分离功能；同时该方法可克服上节所述模拟电路 的若干弱项，大大提高电台通信的音质、抗干扰性以及可扩展性。4 技术方案本专利技术公开了一种电台信号的分离系统，包括 模数转换控制器，用于将输入的模拟信号转换为数字信号； 从模数转换控制器输出的信号分为两路， 一路输入FIR滤波器进行单频滤波，然 后经过数模转换控制器转换为语音信号后输出；另一路依次经过时频转换单元、阈值检测 单元以及稳定处理单元后分离出PTT控制信号输出。 本专利技术中，优选地，所述模数转换控制器以及数模转换控制器的采样频率为6 12KHzc率； 即本专利技术中，优选地，所述输入FIR滤波器进行单频滤波，包括以下步骤步骤(l)，确定理想的线性相位带阻滤波器，其公式为<formula>formula see original document page 5</formula>hd(n)是中心点在a点的偶对称的无限长非因果序列，h、i是滤波器的截止频步骤(2)，选取窗函数(n)与hd(n)相乘，得到一段序列长度为N的有限长序列，、、,、何)1 令ar:2，则h(n)即为所需的FIR带阻滤波器; 将输入的数字信号与长为N的有限长序列h (n)进行巻积运算，得到滤除掉单频信 号的数字信号。 本专利技术中，优选地，所述序列长度为N取值256。本专利技术中，优选地，所述截止频率为 2930他 =」<formula>formula see original document page 5</formula> A 根据内通设备发送的2930Hz单频信号的稳定度来定义，保证单频信号在2;r区间中变化，且△最小本专利技术中，优选地，所述窗函数选用二阶余弦窗，即布莱克曼窗<formula>formula see original document page 5</formula>本专利技术中，优选地，所述时频变换单元将时域上的时间序列t(n)变换到频域上的 频率序列F(k):作2N点的FFT，单频的检测频宽，即频域的采样间隔为4/ = |^ = /;/2，27fs ;其中取N = 9，单频的检测频宽单频检测的检测周期为完成一次FFT的时间，即TD Af 16Hz，单频检测的检测周期TD = 64ms。 本专利技术中，优选地，所述阈值检测单元定义单频信号在[fp f2]中小幅变化^《2930Hz《4，根据公式计算、和k2 : 、 X A f《f丄《(k,l) X A f (k2_l) X Af《f2《k2X Af 其中A f为单频的检测频宽，即频域的采样间隔； 计算区间[kpkj内的频率序列F(k)的能量『(^，&)-2lF)l，设定的阈值TH，若W(k15 k2)大于阈值TH，则判定该检测周期检测到单频信号，反之，判定该检测周期未检测到单频信号。 本专利技术中，优选地，所述稳定处理单元包括以下步骤 定义一个计数器，初始值为0，计数器值定义在0到T之间，T > O，若在加操作中使计数器值大于T，则将计数器值饱和到T ;若在减操作中使计数器小于0，则将计数器值饱禾口至U 0 ; 步骤(ll)，检测测量值是否过阈值，若过阈值，计数器值加m，进行步骤(12);若不过阈值，计数器值减n，进行步骤(14); 步骤(12)，若计数器值大于T值，则饱和到T值； 步骤(13)，检测计数器值，若计数器值等于T，则启动输出PTT控制信号，并结束；若计数器值小于T，则维持上一次的PTT控制信号输出状态，并结束； 步骤(14)，若计数器值小于0，则饱和到0值； 步骤(15)，检测计数器值，若计数器值等于0，则取消输出PTT控制信号，并结束；若计数器值大于0，则维持上一次的PTT控制信号输出状态。 本专利技术中实现话音信号与PTT控制信号的分离，需要实现以下三项功能 输入输出一方面接收内通设备的话音信号转化为数字信号，用于后续处理；另一方面，将处理过的数字信号转换为话音信号，输出给电台。该功能的关键在于数字信号采样频率的选取。 单频滤波接收内通设备的话音信号，采用FIR滤波器，滤除话音信号中的2930Hz单频信号，将滤除后的话音信号发送给电台。该功能的关键在于FIR滤波器的设计。 单频检测接收内通设备的话音信号，检测出话音信号中的2930Hz单频信号，据此生成PTT控制信号，发送给电台；该功能的实现分为时频变换、阈值检测以及稳定处理三个步骤。 有益效果如图5所示，本专利技术与传统技术相比具有以下优点(1)滤波效果较好采用FIR滤波器，可将阻带衰减到-74dB以下；(2)频率检测精度高单频信号的频率检测精度可达到16HZ ;(3)噪声系数低采用数字信号处理方式，不受地线噪声影响；此外，数字滤波器不会引入额外的噪声。采用本方法，噪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电台信号的分离系统，其特征在于，包括：　　　　模数转换控制器，用于将输入的模拟信号转换为数字信号；　　　　从模数转换控制器输出的信号分为两路，一路输入ＦＩＲ滤波器进行单频滤波，然后经过数模转换控制器转换为语音信号后输出；另一路依次经过时频转换单元、阈值检测单元以及稳定处理单元后分离出ＰＴＴ控制信号输出。

【技术特征摘要】
一种电台信号的分离系统，其特征在于，包括模数转换控制器，用于将输入的模拟信号转换为数字信号；从模数转换控制器输出的信号分为两路，一路输入FIR滤波器进行单频滤波，然后经过数模转换控制器转换为语音信号后输出；另一路依次经过时频转换单元、阈值检测单元以及稳定处理单元后分离出PTT控制信号输出。2. 根据权利要求1所述的一种电台信号的分离系统，其特征在于，所述模数转换控制 器以及数模转换控制器的采样频率为6 12KHz。3. 根据权利要求l所述的一种电台信号的分离系统，其特征在于，所述输入FIR滤波器 进行单频滤波，包括以下步骤 步骤(l)，确定理想的线性相位带阻滤波器，其公式为 sin[;r(w-a)] sin sin -or)]<formula>formula see original document page 2</formula>是滤波器的截止频率；<formula>formula see original document page 2</formula>hd(n)是中心点在a点的偶对称的无限长非因果序列， 步骤(2)，选取窗函数(n)与hd(n)相乘，得到一段序列长度为N的有限长序列，即<formula>formula see original document page 2</formula>'则h(n)即为所需的FIR带阻滤波器；将输入的数字信号与长为N的有限长序列h(n)进行巻积运算，得到滤除掉单频信号的 数字信号。4. 根据权利要求3所述的一种电台信号的分离系统，其特征在于，所述序列长度为N取 值256。5. 根据权利要求3所述的一种电台信号的分离系统，其特征在于，所述截止频率为 2930/Zz<formula>formula see original document page 2</formula>区间中变化，且△最小。A 根据内通设备发送的2930Hz单频信号的稳定度来定义，保证单频信号在 /，/6.根据权利要求3所述的一种电台信号的分离系统，其特征在于，所述窗函数选用二阶余弦窗，即布莱克曼窗<formula>formula se...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晶，姜黎，张晓平，王志刚，茅文深，
申请(专利权)人：南京莱斯信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[]