[发明专利]一种便携式集成语音通信设备

摘要

本发明公开了一种便携式集成语音通信设备，设备采用模块化设计思路，以高可靠性、低功耗处理器为核心，通过各组成单元的功能设计、接口设计和互联规范设计，完成设备的整体设计。该设备包括显示控制单元、通信处理单元、配套附件和控制软件，适用于管制员在不同工作场所进行地‑空和地‑地语音通信。通过集成的WIFI接口、3G接口、LAN接口以及EM模块，该语音通信设备可以在多种通信条件下实现与语音通信控制系统的互连互通；当语音通信控制系统出现故障时，该设备还可通过EM模块与U/V电台直接互联，实现管制员与飞行员之间的地‑空通信，避免通信中断。本发明可满足应急通信情况下，语音通信设备对灵活性和快速适应性的需求。

主权项

1.一种便携式集成语音通信设备，其特征在于，包括外部设备和内部设备，所述外部设备包括触摸显示屏、键盘、功能按键和功能性接口，所述内部设备包括显示控制单元、通信处理单元、配套附件和控制软件；所述外部设备位于便携式集成语音通信设备外部，用于界面显示，按键操作和接口连接；所述内部设备位于便携式集成语音通信设备内部，嵌入于外部设备之中，触摸显示屏、键盘与显示控制单元相连，功能按键位于键盘上，控制软件装载于显示控制单元中，显示控制单元通过以太网与通信处理单元互连，配套附件用于与通信处理单元互连，功能性接口由显示控制单元和通信处理单元分别引出；/n所述显示控制单元包括CPU、显卡、内存、硬盘、声卡、WIFI模块、左右声道扬声器和电源模块；/n所述通信处理单元包括通信处理模块、3G模块和EM模块；/n所述配套附件包括手持送受话器、头戴送受话器、扬声器和脚踏PTT，其中手持送受话器和头戴送受话器用于发射和接收话音信息，同时当按下PTT键呼叫电台，扬声器将话音信息对外放送，脚踏PTT用于使用脚踩下按键发送PTT信号呼叫电台；/n所述控制软件包括操作系统、底层驱动软件和应用软件；/n所述功能性接口包括两个网络接口，位于内部设备中的显示控制单元中，其中一个网口用于与外部语音通信设备互联，另一个网口用于与内部通信处理单元互联；还包括用于连接外设的USB接口、连接电台的EM接口、设备系统调试的串行口、连接电源模块的电源接口、连接天线的3G天线接口、插SD卡的SD接口、SIM卡接口、连接硬盘的IDE接口、外置扬声器接口、FPTT接口、手持送受话器接口、头戴送受话器和电源接口；/n所述显示控制单元中的CPU用于处理包括操作系统指令和来自通信处理单元的数据信息；内存用于暂时存放CPU中的运算数据以及与硬盘灯外部存储器交换的数据；显卡用于设备的显示信息处理；硬盘用于存储操作系统、底层驱动软件和应用软件；声卡用于设备的声音数据处理，并将声音通过左右声道扬声器输出，WIFI模块用于与管制中心中语音通信设备进行数据交互，并用WIFI连接方式实现地空和地地语音通信；/n所述通信处理模块包括ARM芯片、DSP芯片、FPGA芯片和语音编解码芯片，ARM芯片用于PTT信号检测、PTT单频信号产生以及PTT单频信号解调，并实现与CPU之间的数据通信；DSP芯片用于码流格式转换，DTMF信号产生；FPGA芯片用于数字语音信号的交换、混音以及PTT信号发送接收；ARM芯片与FPGA芯片之间采用数据总线方式连接；语音编解码芯片用于将来自电台、头戴或手持送受话器的模拟话音信号与通信处理单元中数字话音信号进行相互转换；/nEM模块用于与语音通信控制系统或电台互连，并用EM线连接方式实现地空和地地语音通信；/n3G模块用于连接3G网络，并用3G连接方式实现地地和地空语音通信；/n所述通信处理单元配备有各种接口，包括手持送受话器接口、头戴送受话器接口、脚踏PTT接口、外置扬声器接口和模拟录音接口；/n通信处理单元的工作流程如下：/n步骤1，来自手持送受话器或头戴送受话器的模拟话音信号通过通信处理单元内部的语音编解码芯片模数转换成PCM数字信号进入FPGA芯片中，来自手持送受话器、头戴送受话器和脚踏PTT的PTT信号通过光耦器件转化成高低电平进入FPGA芯片中，来自电台的信号经过EM模块和模数转换成PCM信号和PTT信号进入FPGA芯片；/n步骤2，FPGA芯片对PCM信号进行混音或交换并输出，根据需要输出至电台、手持送受话器、头戴送受话器、左右声道扬声器、外置扬声器接口或DSP芯片中，FPGA芯片通过数据总线将PTT信号传至ARM芯片进行处理，处理后通过以太网传输至显示控制单元，来自电台的PTT信号经过CPU处理后显示在显示屏上，来自手持送受话器、头戴送受话器的PTT信号会通过以太网送至语音通信控制系统处理，并告知电台进行呼叫；/n步骤3，DSP芯片将PCM数字语音信号转换成RTP网络数据，通过以太网送至显示控制单元中处理，DSP芯片同时检测或产生DTMF信号，即状态信息，用于通话链路建立时的状态信息表示以及拨号按键信息的表示；/n步骤4，ARM芯片对3G模式下接收端的PTT信号进行算法检测和分离，并产生PTT单音信号，用于呼叫电台，ARM芯片对步骤1中来自电台、手持或头戴送受话器的话音信号和拨号按键产生的状态信号进行检测判断，并将结果反馈给CPU处理。/n