CN112865829B - 一种全双工对讲机及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种全双工对讲机的实现方法，包括如下步骤：A、设置数字基带单元、接收射频通道和音频通道；B、解析出所接收到的数字信号的用户信息及信号参数；C、检测到PTT被按下时，判断对讲机是否仍接收到正常通话信息；D、设置数字基带单元、音频通道、发射射频通道和接收射频通道；E、执行双工状态下的发射；F、判断PTT是否被松开；G、判断双工状态下的接收信号是否消失；H、设置数字基带单元、音频通道、接收射频通道和发射射频通道；I、判断是否收到双工通话回复；J、判断PTT是否被松开。本发明还提供一种全双工对讲机。本发明在同一时刻实现双方既能接收信息也能发送信息，满足双方同时同步进行通话的要求，提升用户的使用体验。

Description

一种全双工对讲机及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种全双工对讲机及其实现方法。

背景技术

对讲机是一种无线且可进行一点对多点通信的通信终端设备，能够使多人同时收听同一个人的说话内容，具有及时沟通、一呼百应、经济实用、运营成本低、不耗费通信费用等特点，同时还具有组呼通播、系统呼叫、机密呼叫等功能。当处理紧急突发事件时，在进行调度指挥中其作用是其他通讯工具所不能替代的。

现有的对讲机都是基于半双工机制，在同一时刻仅允许一方说话，对讲机在发送信号的同时不能接收外界信号，对应的，在接收信号的同时也不能发送信号，这在一定程度上降低了用户的使用体验，无法满足双方同时同步进行通话的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种全双工对讲机及其实现方法，基于全双工机制，在同一时刻实现双方既能接收信息也能发送信息，满足双方同时同步进行通话的要求，提升用户的使用体验。

本发明通过以下技术方案实现：

一种全双工对讲机的实现方法，包括如下步骤：

A、微处理器设置数字基带单元工作在双工状态，设置接收射频通道工作在开启接收状态，设置音频通道处于待机关闭状态，使对讲机处于双工待机状态；

B、当接收射频通道接收到数字信号后，对讲机的微处理器解析出该信号的用户信息及信号参数，显示对讲机内存储的与该用户信息相关的信息，并播放通话音；

C、当微处理器检测到PTT被按下时，微处理器判断对讲机是否仍接收到正常通话信息，若是，进入步骤D；否则，进入步骤H；

D、微处理器设置数字基带单元工作在双工状态下的发射状态，设置音频通道工作在同时开启扬声器和麦克风的状态，设置发射射频通道和接收射频通道工作在双工下接收和发射轮流开启工作的状态；

E、执行双工状态下的发射，并进入步骤F；

F、判断PTT是否被松开，若是，进入步骤A；否则，进入步骤G；

G、判断双工状态下的接收信号是否消失，若是，进入步骤H；否则，进入步骤E；

H、微处理器设置数字基带单元工作在双工状态下的单工发射状态，设置音频通道工作在关闭扬声器并开启麦克风的状态，设置在双工状态下关闭接收射频通道，并保持开启发射射频通道的状态，并进入步骤I；

I、判断是否收到双工通话回复，若是，进入步骤D；否则，进入步骤J；

J、判断PTT是否被松开，若是，进入步骤A；否则，进入步骤H。

进一步的，所述步骤B中用户信息及信号参数包括用户ID、呼叫ID、呼叫色码和呼叫时隙。

进一步的，所述音频通道包括发射音频通道和接收音频通道，发射音频通道包括依次连接的麦克风和音频编解码单元；接收音频通道包括依次连接的音频编解码单元、音频功率放大器单元和扬声器。

进一步的，所述发射射频通道包括依次连接的音频编解码单元、外部时钟电路、发射射频单元、功率放大电路、收发开关电路和天线；所述接收射频通道包括依次连接的天线、收发开关电路、接收选频电路、接收射频单元和音频编解码单元。

进一步的，所述步骤C具体为：判断是否持续收到DMR信号并且未收到尾帧，若是，则判定对讲机仍接收到正常通话信息，否则，判定对讲机已无收到正常通话信息。

进一步的，所述步骤D具体为：所述数字基带单元工作在双工状态包括：所述音频编解码单元允许输入麦克风信号同时开启SPK输出，所述数字基带单元在输入麦克风信号的同时将接收到的语音数据输出到音频编解码单元，设置所述发射射频通道和接收射频通道工作在双工下接收和发射轮流开启工作的状态，具体为：微处理器初始化控制关闭发射射频通道输出，关闭接收射频通道输入，通过检测数字基带单元输出的30Ms跳变一次的DMR信号来控制发射射频通道的输出或输入，DMR信号上升沿时开启发射射频通道的输出，关闭接收射频通道的输入，DMR信号下降沿时关闭发射射频通道的输出，开启接收射频通道的输入，实现双工状态下接收和发射轮流工作的状态。

进一步的，所述步骤G中，当接收信号持续收到语音帧和超帧时，判定双工状态下的接收信号未消失，当接收信号收到尾帧时，判定双工状态下的接收信号已结束。

进一步的，所述步骤I具体为：所述数字基带单元根据收到的DMR信号返回当前的通话类型，当在发射的同时收到数字通话并且返回的通话类型为CALL_TYPE_DUPLEX_VOICE，则判定收到双工状态下的通话回复。

本发明还通过以下技术方案实现：

基于以上任一所述的全双工对讲实现方法的对讲机，包括天线、收发开关电路、微处理器、数字基带单元、按键单元、功率放大电路、发射射频单元、外部时钟电路、音频编解码单元、麦克风、音频功率放大器单元、扬声器、接收选频电路和接收射频单元，麦克风与音频解码单元第一输入端连接，形成发射音频通道；音频编解码单元第一输出端与音频功率放大器单元输入端连接、扬声器与音频功率放大器单元输出端连接，形成接收音频通道；音频编解码单元第二输出端与外部时钟电路输入端连接、外部时钟电路输出端、发射射频单元、功率放大电路、收发开关电路和开关依次连接，形成发射射频通道；天线、收发开关电路、接收选频电路、接收射频单元输入端依次连接、接收射频单元输出端与音频解码单元第二输入端连接，形成接收射频通道；发射射频单元、接收射频单元和数字基带单元分别与微处理器双向连接，音频编解码单元与数字基带单元双向连接。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过设置数字基带单元、发射射频通道、接收射频通道和音频通道处于不同的工作状态，配合PTT的动作信号以及所接收的信号的分析，实现全双工机制，在同一时刻实现双方既能接收信息也能发送信息，满足双方同时同步进行通话的要求，提升用户的使用体验；当接收的双工信号消失时，设置数字基带单元工作在双工状态下的单工发射状态、设置音频通道工作在关闭扬声器并开启麦克风的状态，设置在双工状态下关闭接收射频通道，并保持开启发射射频通道的状态，使对讲机处于单工发射同时接收双工信号的状态，从而实现既可进行单工发射，又能在再次收到双工信号后迅速切换至双工状态下的发射，降低切换所花时间，也使对讲机功能更丰富。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明对讲机的原理框图。

图2为本发明实现方法的流程图。

其中，1、天线；2、收发开关电路；3、微处理器；4、数字基带单元；5、按键单元；6、麦克风；7、音频编解码单元；8、外部时钟电路；9、发射射频单元；10、功率放大电路；11、接收选频电路；12、接收射频单元；13、音频功率放大器单元；14、扬声器。

具体实施方式

如图1所示，基于全双工对讲实现方法的对讲机包括天线1、收发开关电路2、微处理器、数字基带单元4、按键单元5、麦克风6、音频编解码单元7、外部时钟电路8、发射射频单元9、功率放大电路10、接收选频电路11、接收射频单元12、音频功率放大器单元13、扬声器14，麦克风6与音频解码单元第一输入端连接，形成发射音频通道；音频编解码单元7第一输出端与音频功率放大器单元13输入端连接、扬声器14与音频功率放大器单元13输出端连接，形成接收音频通道；音频编解码单元7第二输出端与外部时钟电路8输入端连接、外部时钟电路8输出端、发射射频单元9、功率放大电路10、收发开关电路2和开关依次连接，形成发射射频通道；天线1、收发开关电路2、接收选频电路11、接收射频单元12输入端依次连接、接收射频单元12输出端与音频解码单元第二输入端连接，形成接收射频通道；发射射频单元9、接收射频单元12和数字基带单元4分别与微处理器3双向连接，音频编解码单元7与数字基带单元4双向连接。收发开关电路2、微处理器3、数字基带单元4、音频编解码单元7、外部时钟电路8、发射射频单元9、功率放大电路10、接收选频电路11、接收射频单元12的具体电路均为现有技术。按键单元5为PTT按键，按下即可说话。

微处理器3微处理器3对讲机接收信号时：从天线1输入的数字信号通过收发开关电路2进入接收选频电路11进行选频放大，然后经由接收射频单元12解调，产生解调信号，解调信号进入音频编解码单元7放大并转换为数字形式存储在数字基带单元4的缓冲区内。该数字形式信号在数字基带单元4内进行解调、提取、压缩、解密后，重建语音信号。重建的语音信号送入音频编解码单元7转换成模拟语音信号，并由音频编解码单元7放大后送入音频功率放大器单元13，驱动扬声器14；

对讲机发射信号时：进入麦克风6的音频信号经过音频编解码单元7放大后转换为数字信号，存储在数字基带单元4的缓冲区内，该数字形式信号在数字基带单元4内进行增益控制、压缩、加密、编码、调制后送入音频编解码单元7产生数字信号，数字信号经由外部时钟电路8进入发射射频单元9产生数字射频信号，经由功率放大电路10放大后进入收发开关电路2，并通过天线1端口发射出去。

上述对讲机接收信号与发射信号的过程可参见申请号为201711160890.2的发明专利申请“一种双频DMR手持对讲机”中说明书的相关内容。

全双工对讲机的实现方法，包括如下步骤：

A、微处理器3设置数字基带单元4工作在双工状态，设置接收射频通道工作在开启接收状态，设置音频通道处于待机关闭状态，使对讲机处于双工待机状态；微处理器3音频通道包括发射音频通道和接收音频通道，发射音频通道包括依次连接的麦克风6和音频编解码单元7；接收音频通道包括依次连接的音频编解码单元7、音频功率放大器单元13和扬声器14；

B、当接收射频通道接收到数字信号后，对讲机的微处理器3解析出该信号的用户信息及信号参数，并根据用户信息在对讲机通信录中查询与该用户信息相关的姓名、地址和备注，并打开音频播放通话音，显示和播放完成后，对讲机再次进入双工待机状态；用户信息及信号参数包括用户ID、呼叫ID、呼叫色吗和呼叫时隙；接收射频通道包括依次连接的天线1、收发开关电路2、接收选频电路11、接收射频单元12和音频编解码单元7；

C、当微处理器3检测到PTT被按下时，微处理器3判断对讲机是否仍接收到正常通话信息，若是，进入步骤D；否则，进入步骤H；若是持续收到DMR信号并且未收到尾帧，则判定对讲机仍接收到正常通话信息；否则，判定对讲机已无收到正常通话信息；如何检测PTT是否被按下，为现有技术；

D、微处理器3设置数字基带单元4工作在双工状态下的发射状态，设置音频通道工作在同时开启扬声器14和麦克风6的状态，设置发射射频通道和接收射频通道工作在双工下接收和发射轮流开启工作的状态；具体为：

数字基带单元4工作在双工状态包括：所述音频编解码单元7允许输入麦克风6信号同时开启SPK输出，所述数字基带单元4在输入麦克风6信号的同时将接收到的语音数据输出到音频编解码单元7，设置所述发射射频通道和接收射频通道工作在双工下接收和发射轮流开启工作的状态，具体为：微处理器3初始化控制关闭发射射频通道输出，关闭接收射频通道输入，通过检测数字基带单元4输出的30Ms跳变一次的DMR信号来控制发射射频通道的输出或输入，DMR信号上升沿时开启发射射频通道的输出，关闭接收射频通道的输入，DMR信号下降沿时关闭发射射频通道的输出，开启接收射频通道的输入，实现双工状态下接收和发射轮流工作的状态微处理器3；

E、执行双工状态下的发射，并进入步骤F；

F、微处理器3判断PTT是否被松开，若是，进入步骤A；否则，进入步骤G；通过检测PTT按键检测脚的电压来判断PTT是否被松开；

G、微处理器3判断双工状态下的接收信号是否消失，若是，进入步骤H；否则，进入步骤E；具体为：当接收信号持续收到语音帧和超帧时，判定双工状态下的接收信号未消失，当接收信号收到尾帧时，判定双工状态下的接收信号已结束；

H、微处理器3设置数字基带单元4工作在双工状态下的单工发射，设置音频通道工作在关闭扬声器14并开启麦克风6的状态，设置射频通道工作在双工状态下关闭接收射频通道，保持开启发射射频通道的状态，并进入步骤I；在本步骤中，数字基带单元4、发射射频通道、接收射频通道和音频通道均是按照双工态来设置，但是按照单工发射来进行发射，以便在收到双工信号后迅速切换至双工发射状态；

I、微处理器3判断是否收到双工通话回复，若是，进入步骤D；否则，进入步骤J；具体为：数字基带单元4根据收到的DMR信号返回当前的通话类型，当在发射的同时收到数字通话并且返回的通话类型为CALL_TYPE_DUPLEX_VOICE(该通话类型由摩托罗拉协议规定)，则判定收到双工状态下的通话回复；

J、微处理器3判断PTT是否被松开，若是，进入步骤A；否则，进入步骤H。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种全双工对讲机的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、微处理器设置数字基带单元工作在双工状态，设置接收射频通道工作在开启接收状态，设置音频通道处于待机关闭状态，使对讲机处于双工待机状态；

B、当接收射频通道接收到数字信号后，对讲机的微处理器解析出该信号的用户信息及信号参数，显示对讲机内存储的与该用户信息相关的信息，并播放通话音；

C、当微处理器检测到PTT被按下时，微处理器判断对讲机是否仍接收到正常通话信息，若是，进入步骤D；否则，进入步骤H；

D、微处理器设置数字基带单元工作在双工状态下的发射状态，设置音频通道工作在同时开启扬声器和麦克风的状态，设置发射射频通道和接收射频通道工作在双工下接收和发射轮流开启工作的状态；

E、执行双工状态下的发射，并进入步骤F；

F、判断PTT是否被松开，若是，进入步骤A；否则，进入步骤G；

G、判断双工状态下的接收信号是否消失，若是，进入步骤H；否则，进入步骤E；

H、微处理器设置数字基带单元工作在双工状态下的单工发射状态，设置音频通道工作在关闭扬声器并开启麦克风的状态，设置在双工状态下关闭接收射频通道，并保持开启发射射频通道的状态，并进入步骤I；

I、判断是否收到双工通话回复，若是，进入步骤D；否则，进入步骤J；

J、判断PTT是否被松开，若是，进入步骤A；否则，进入步骤H；

所述音频通道包括发射音频通道和接收音频通道，发射音频通道包括依次连接的麦克风和音频编解码单元；接收音频通道包括依次连接的音频编解码单元、音频功率放大器单元和扬声器；

所述步骤D具体为：所述数字基带单元工作在双工状态包括：所述音频编解码单元允许输入麦克风信号同时开启SPK输出，所述数字基带单元在输入麦克风信号的同时将接收到的语音数据输出到音频编解码单元，设置所述发射射频通道和接收射频通道工作在双工下接收和发射轮流开启工作的状态，具体为：微处理器初始化控制关闭发射射频通道输出，关闭接收射频通道输入，通过检测数字基带单元输出的30Ms跳变一次的DMR信号来控制发射射频通道和接收射频通道的输出或输入，DMR信号上升沿时开启发射射频通道的输出，关闭接收射频通道的输入，DMR信号下降沿时关闭发射射频通道的输出，开启接收射频通道的输入，实现双工状态下接收和发射轮流工作的状态。

2.根据权利要求1所述的一种全双工对讲机的实现方法，其特征在于：所述步骤B中用户信息及信号参数包括用户ID、呼叫ID、呼叫色码和呼叫时隙。

3.根据权利要求1或2所述的一种全双工对讲机的实现方法，其特征在于：所述发射射频通道包括依次连接的音频编解码单元、外部时钟电路、发射射频单元、功率放大电路、收发开关电路和天线；所述接收射频通道包括依次连接的天线、收发开关电路、接收选频电路、接收射频单元和音频编解码单元。

4.根据权利要求1或2所述的一种全双工对讲机的实现方法，其特征在于：所述步骤C具体为：判断是否持续收到DMR信号并且未收到尾帧，若是，则判定对讲机仍接收到正常通话信息，否则，判定对讲机已无收到正常通话信息。

5.根据权利要求1或2所述的一种全双工对讲机的实现方法，其特征在于：所述步骤G中，当接收信号持续收到语音帧和超帧时，判定双工状态下的接收信号未消失，当接收信号收到尾帧时，判定双工状态下的接收信号已结束。

6.根据权利要求1或2所述的一种全双工对讲机的实现方法，其特征在于：所述步骤I具体为：所述数字基带单元根据收到的DMR信号返回当前的通话类型，当在发射的同时收到数字通话并且返回的通话类型为CALL_TYPE_DUPLEX_VOICE，则判定收到双工状态下的通话回复。

7.基于权利要求1-6任一所述的全双工对讲机的实现方法的对讲机，其特征在于：包括天线、收发开关电路、微处理器、数字基带单元、按键单元、功率放大电路、发射射频单元、外部时钟电路、音频编解码单元、麦克风、音频功率放大器单元、扬声器、接收选频电路和接收射频单元，麦克风与音频解码单元第一输入端连接，形成发射音频通道；音频编解码单元第一输出端与音频功率放大器单元输入端连接、扬声器与音频功率放大器单元输出端连接，形成接收音频通道；音频编解码单元第二输出端与外部时钟电路输入端连接、外部时钟电路输出端、发射射频单元、功率放大电路、收发开关电路和开关依次连接，形成发射射频通道；天线、收发开关电路、接收选频电路、接收射频单元输入端依次连接、接收射频单元输出端与音频解码单元第二输入端连接，形成接收射频通道；发射射频单元、接收射频单元和数字基带单元分别与微处理器双向连接，音频编解码单元与数字基带单元双向连接。

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