一種語音幀的盲同步方法技術

本發明專利技術公開了一種語音幀的盲同步方法，在正常跳頻并收發跳頻同步信息的同時，判斷當前頻點是否已經存在語音業務，及時識別并遲入接收和轉發給下級節點，面對剛開機還未獲得過跳頻同步信息的節點，快速識別各個頻點是否存在語音業務并遲入接收，不依賴A幀同步字，在一個時隙內快速正確識別語音幀。上述技術方案克服了同步字自相關法在無線自組網跳頻通信系統中遲入時間大、業務延遲大、浪費發射功率、跳頻圖案受到限制等缺點，在每個時隙計算使用的原始信息量大，識別的正確性也有明顯提高，克服了同步字自相關法抗干擾性差的缺點，具有較強的抗干擾性。的抗干擾性。的抗干擾性。

【技術實現步驟摘要】
一種語音幀的盲同步方法


[0001]本專利技術涉及無線通信
，尤其涉及一種語音幀的盲同步方法。

技術介紹

[0002]基于DMR(Digital Mobile Radio)的無線自組網跳頻通信系統可以在沒有集群基站覆蓋的地區自動組建臨時通信網絡，主要用于應急指揮調度通信。DMR標準使用4FSK調制方式，每個時隙使用27.5ms承載132個碼元(符號)，每個符號有+3、+1、
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1、
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3四種狀態，每種狀態在解調后的波形上對應一個幅值。在DMR標準中，一個語音超幀長度為360ms，由A
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F共6個TDMA幀組成，每個TDMA幀由2個30ms的時隙組成，其中A幀攜帶語音同步字，長度5ms，通過滑動自相關性計算窗口的方式可找到A幀的同步字。B
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E幀攜帶語音嵌入信令，用于支持遲入。因此語音同步字占整個語音超幀的時間不到1.4％，目前用自相關搜索語音同步字識別語音幀再遲入的方式，需要長期守候在該頻點。
[0003]有資料顯示，在基于DMR標準的跳頻通信系統中，通常從接收到的跳頻同步信息中獲取當前系統跳頻序號、跳頻圖案編號等信息，從約定的跳頻圖案查找下一跳信息。DMR集群模式能在單獨的業務信道由集群基站發送跳頻同步信息，但在基于DMR直通模式的無線自組網跳頻通信系統中，沒有單獨的業務信道，每個自組網節點按照各自的發送位置周期性發送跳頻同步信息，動態組建臨時通信網絡。無線自組網跳頻通信系統在進入語音業務后，通過一個標志語音業務開始的語音頭信令通知下一個節點準備開始中繼語音業務，并在語音業務結束后恢復跳頻同步信息的周期性發送。由于無線網絡的不可靠性，中轉節點往往會因為干擾等原因沒有解碼出上級節點發送的語音頭，按照上次收到的跳頻同步信息繼續跳頻，在至少一個所有節點跳頻同步信息的循環發送周期后發現和上級節點失去同步。
[0004]中國專利文獻CN104954995B公開了一種“DMR/PDT系統中無同步字語音幀的同步方法”。采用了在DMR/PDT系統中，通過嵌入信令EMB PDT的校驗結果和色碼相關運算的方式進行無同步字語音幀的幀同步，完成無同步字語音幀結構的恢復，克服了低信噪比和深衰落條件下對無同步字語音幀的同步檢測問題，大幅度提高了接收機的靈敏度。上述技術方案在接收方隨機時刻介入接收一個語音發射時，難以同時保證語音幀識別正確率和速度。

技術實現思路

[0005]本專利技術主要解決原有的技術方案在接收方隨機時刻介入接收一個語音發射時，難以同時保證語音幀識別正確率和速度的技術問題，提供一種語音幀的盲同步方法，在正常跳頻并收發跳頻同步信息的同時，判斷當前頻點是否已經存在語音業務，及時識別并遲入接收和轉發給下級節點，面對剛開機還未獲得過跳頻同步信息的節點，快速識別各個頻點是否存在語音業務并遲入接收，不依賴A幀同步字，在一個時隙內快速正確識別語音幀。
[0006]本專利技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：本專利技術包括以下步驟：
[0007]S1應用語音幀識別系統接收1/La個時隙的信號并解調，保存靠近時隙中間的4.8*Ka*Sa個點幅值；
[0008]S2選擇一個偏移位置Na，以每符號采樣點數Sa為間隔，從4.8*Ka*Sa個點中依次取出4.8*Ka個點；
[0009]S3用分類方法把這4.8*Ka個點按幅值分為4個集合，限制分類收斂前的最大迭代次數為Ca次，并把實際迭代次數存入總迭代次數Cb；
[0010]S4計算4個分類中心的的信息，綜合得到以Na為偏移位置時這半個時隙是語音幀的概率Pa；
[0011]S5根據統計信息，選擇不同的偏移位置增量，得到新的偏移位置Nb，并重復步驟S3
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S5，直到累計增量達到Sa、或者總迭代次數Cb達到預設值Cc；
[0012]S6根據最大概率Px，排除當前時隙為語音幀，若無法排除則重復步驟S1
?
S5，計算后半個時隙的最大概率Py；
[0013]S7根據統計信息，計算當前時隙為語音幀的綜合概率Pz；
[0014]S8根據解碼糾錯能力和實際使用場景，調整語音幀概率Pz的閾值。
[0015]作為優選，所述的語音幀識別系統包括：
[0016]射頻接收與預處理模塊，用于接收指定頻率的射頻信號，經過采樣、解調，輸出解調后的時隙數據；
[0017]語音幀識別模塊，用于根據解調后的數據，經過分段分類、統計，輸出語音幀的綜合概率；
[0018]結果輸出模塊，用于根據概率的閾值，輸出語音幀的識別結果。
[0019]作為優選，所述的步驟S1中的Ka<1/La*30，每個時隙有2.5ms的保護時間不包含有效數據，語音A幀有5ms的同步字只包含碼元的其中2個狀態。在選擇語音幀的識別范圍Ka(ms)時應考慮到上述兩種特殊情況，可提高語音幀識別的正確性。
[0020]作為優選，所述的步驟S2由上次有效同步的偏移位置前移少量單位確定偏移位置Na，以此提高語音幀識別的速度，所述有效同步為通過同步字取出數據后成功解碼和校驗有效，所述前移少量單位用于兼容正常的抖動范圍。具體地，當上次有效同步的偏移位置是1，可選擇Sa
?
1作為起始的偏移位置。
[0021]作為優選，所述的步驟S3分類方法具體為：
[0022]S3.1根據上次有效同步的4個載頻平均幅值，若初次開機則使用默認幅值，建立一個大小為4*4*2的排序索引表Ta，包含每個集合中心到任何一個中心的歐式距離的一半的排序.
[0023]S3.2把4.8*Ka個點存入依次距離最近的中心的集合內，若一個點上次不屬于該中心的集合，則從上一個中心減去該點的幅值，加到新的中心的集合內；
[0024]可通過已經排序過的索引表Ta在這個過程中為提高速度。具體地，若一個點到中心Ea的距離小于任何一個中心到中心Ea的距離的一半，則這個點離中心Ea最近，屬于Ea的集合；通過表Ta可查表優先比較距離中心Ea最近的中心Ex，因而上述過程簡化為若一個點到中心Ea的距離小于Ex到Ea的距離的一半，則這個點離Ea最近，屬于Ea的集合。
[0025]S3.3計算每個集合的平均幅值，作為新的中心位置，并重復過程S3.1
?
S3.3，直到重復次數達到最大迭代次數Ca或沒有中心集合發生改變。
[0026]限制迭代次數是為了識別無法快速分類收斂的噪聲信號和限制識別語音幀的總時間。
[0027]作為優選，所述的步驟S4計算信息包括4個分類中心的對稱性、比例關系和每個分類集合的方差，所述對稱性是計算修正DC偏移后+3和
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3狀態的比值，+1和
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1狀態的比值，所述比例關系是計算修正DC偏移后+3、
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3和+1、
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1狀態的比值。
[0028]作為優選，所述的步驟S5統計信息包括概率Pa和半個時隙最大概率Px，若總迭代次數本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種語音幀的盲同步方法，其特征在于，包括以下步驟：S1應用語音幀識別系統接收1/La個時隙的信號并解調，保存靠近時隙中間的4.8*Ka*Sa個點幅值；S2選擇一個偏移位置Na，以每符號采樣點數Sa為間隔，從4.8*Ka*Sa個點中依次取出4.8*Ka個點；S3用分類方法把這4.8*Ka個點按幅值分為4個集合，限制分類收斂前的最大迭代次數為Ca次，并把實際迭代次數存入總迭代次數Cb；S4計算4個分類中心的的信息，綜合得到以Na為偏移位置時這半個時隙是語音幀的概率Pa；S5根據統計信息，選擇不同的偏移位置增量，得到新的偏移位置Nb，并重復步驟S3
?
S5，直到累計增量達到Sa、或者總迭代次數Cb達到預設值Cc；S6根據最大概率Px，排除當前時隙為語音幀，若無法排除則重復步驟S1
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S5，計算后半個時隙的最大概率Py；S7根據統計信息，計算當前時隙為語音幀的綜合概率Pz；S8根據解碼糾錯能力和實際使用場景，調整語音幀概率Pz的閾值。2.根據權利要求1所述的一種語音幀的盲同步方法，其特征在于，所述語音幀識別系統包括：射頻接收與預處理模塊，用于接收指定頻率的射頻信號，經過采樣、解調，輸出解調后的時隙數據；語音幀識別模塊，用于根據解調后的數據，經過分段分類、統計，輸出語音幀的綜合概率；結果輸出模塊，用于根據概率的閾值，輸出語音幀的識別結果。3.根據權利要求1所述的一種語音幀的盲同步方法，其特征在于，所述步驟S1中的Ka<1/La*30，每個時隙有2.5ms的保護時間不包含有效數據，語音A幀有5ms的同步字只包含碼元的其中2個狀態。4.根據權利要求1所述的一種語音幀的盲同步方法，其特征在于，所述步驟S2由上次有效同步的偏移位置前移少量單位確定偏移位置Na，以此提高語音幀識別的速度，所述有效同步為通過同步字取出數據后成功解碼和校驗有效，所述前移少量單位用于兼容正常的抖動范圍。5.根據權利要求4所述的一種語音幀的盲同步方法，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：俞挺，
申請(專利權)人：四川海格恒通專網科技有限公司，
類型：發明
國別省市：