CN108597529A - 一种警用数字集群***空中接口语音监测***和方法 - Google Patents

一种警用数字集群***空中接口语音监测***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种警用数字集群***空中接口语音监测***,包括第一PDT终端、第二PDT终端、PDT***和PDT综合测试仪,其中在所述第一PDT终端、第二PDT终端和PDT***之间进行通信的过程中,所述PDT综合测试仪能够通过所述PDT***的空中接口捕获语音超帧数据,对所述语音超帧数据进行解调、信道解码、语音解码,并解析所述PDT***的信令,播放所述语音超帧包含的音频信息并显示所述语音超帧包含的嵌入式FLC信令信息。本发明的实施例提供了一种警用数字集群***空中接口语音监测***和监测方法,能够实现对PDT***空中接口语音的实时监听、对PDT***空中接口嵌入式FLC信令的解析、对PDT***空中接口语音关键信息的显示,以及对PDT***空中接口语音数据的保存。

Description

一种警用数字集群***空中接口语音监测***和方法
技术领域
本发明涉及数字集群通信领域,特别是涉及一种警用数字集群***空中接口语音监测***和方法。
背景技术
警用数字集群(PDT)标准是我国具有自主知识产权的一套专用移动通信***标准,已成功应用于公安***等领域。
在移动通信***中,对空中接口的语音进行监测,可以客观地获得***的通话质量,及时发现和定位***中出现的语音质量问题,对于移动通信***的语音监测具有重要意义。目前,GSM、CDMA以及LTE等公众移动通信***已具有专用的语音监测方法,TETRA和DMR等专用移动通信***也已具有专用的语音监测设备,例如:北京炎强通信技术有限公司提出的一种LTE网络话音业务的监测方法,但是,尚无能够实现PDT***空中接口语音监测的方法或设备。由于不同移动通信***空中接口和声码器存在较大的差异,如果采用修改其他移动通信***语音监测方法或设备的方式,那么不能正确地从空中接口上监测PDT***语音,所以上述方法和设备均不适用于PDT***空中接口语音的监测,因此,在PDT***空中接口语音监测方面,迫切需要相关的方法或设备。
发明内容
为了解决上述问题至少之一,本发明第一方面提供一种警用数字集群***空中接口语音监测***,包括第一PDT终端、第二PDT终端、PDT***和PDT综合测试仪,其中在所述第一PDT终端、第二PDT终端和PDT***之间进行通信的过程中,所述PDT综合测试仪能够通过所述PDT***的空中接口捕获语音超帧数据,对所述语音超帧数据进行解调、信道解码、语音解码,并解析所述PDT***的信令,播放所述语音超帧包含的音频信息并显示所述语音超帧包含的嵌入式FLC信令信息。
进一步地,所述PDT综合测试仪包括射频单元、FPGA单元、DSP单元、ARM单元和外部设备单元,其中所述射频单元通过监测所述PDT***的空中接口,获取语音超帧数据,并传送到所述FPGA单元;
所述FPGA单元接收并解调所述语音超帧数据,将解调后的信号传送到所述DSP单元;所述DSP单元接收所述语音超帧数据,进行拆分和FEC信道解码,调用NVOC声码器解码函数进行语音解码并将解码后的PCM语音数据传输至所述外部设备单元,解析所述语音超帧数据中的所述嵌入式FLC信令信息并传输至所述ARM单元;所述ARM单元包括ARM模块和显示模块,所述ARM模块接收所述解析后的嵌入式FLC信令信息并提取指定的信息,并显示在所述显示模块上;所述外部设备单元对接收到的所述PCM语音数据进行存储和播放。
进一步地,所述外部设备单元包括声卡和存储器。
进一步地,所述DSP单元输出的所述PCM语音数据为8kHz采样率、16位编码。
本发明第二方面提供一种第一方面的所述的语音监测***的监测方法,所述PDT综合测试仪包括射频单元、FPGA单元、DSP单元、ARM单元和外部设备单元,包括:
S101:所述第一PDT终端、第二PDT终端和PDT***之间进行通信,所述射频单元通过监测所述PDT***的空中接口,获取语音超帧数据;
S103:所述FPGA单元接收并解调所述语音超帧数据,并存储在指定内存地址中;
S105:所述DSP单元将解调后的所述语音超帧数据拆分为多个语音子帧,提取所述语音子帧中的语音负载数据和所述嵌入式FLC信令信息;
S107:所述DSP单元对所述语音负载数据进行FEC信道解码,然后调用NVOC声码器解码函数进行语音解码,将获得PCM语音数据传输至所述外部设备单元,所述外部设备单元存储并播放所述PCM语音数据;
S109:所述DSP单元对所述嵌入式FLC信令信息进行解析并传输至所述ARM单元,所述ARM单元从所述解析后的嵌入式FLC信令信息中提取预先指定的信息并进行显示。
进一步地,所述S105具体包括:
S1051:所述DSP单元从所述指定内存地址中读取解调数据;
S1053:判断所述解调数据是否为所述语音超帧数据,若是则跳转至S1055,否则丢弃所述解调数据;
S1055:将解调后的所述语音超帧数据拆分为多个语音子帧,从指定的所述语音子帧中提取所述嵌入式FLC信令信息和语音负载信息;
S1057:将指定的所述语音子帧等分为指定份数,每份包含固定时长的所述语音负载数据。
进一步地,所述S107具体包括:
S1071:所述DSP单元对所述固定时长的所述语音负载数据进行FEC信道解码;
S1073:向所述NVOC声码器解码函数循环输入第一长度的语音负载数据;
S1075:循环接收并保存所述NVOC声码器解码函数输出的第二长度的PCM语音数据,并记录输出次数;
S1077:判断所述NVOC声码器解码函数连续3次输出的所述PCM语音数据长度是否均为第二长度,若是则跳转至S1079,否则跳转至S1075;
S1079:将所述连续3次PCM语音数据进行封装,并将所述封装语音数据传输至所述外部设备单元,所述外部设备单元存储并播放所述PCM语音数据。
进一步地,所述第一长度为48bit,所述第二长度为320byte。
进一步地,所述S109具体包括:
S1091:所述DSP单元对所述嵌入式FLC信令信息进行解析并传输至所述ARM单元;
S1093:所述ARM单元的ARM模块从所述解析后的嵌入式FLC信令信息中提取指定信息并显示在所述ARM单元的显示模块上。
本发明的有益效果如下:
本发明提供的一种警用数字集群***空中接口语音监测***和监测方法能够实现对PDT***空中接口语音的实时监听、对PDT***空中接口嵌入式FLC信令的解析、对PDT***空中接口语音关键信息的显示,以及对PDT***空中接口语音数据的保存。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明的一个实施例所述的警用数字集群***空中接口语音监测***的框图;
图2示出本发明的一个实施例所述PDT综合测试仪的框图;
图3示出本发明的一个实施例所述的警用数字集群***空中接口语音监测方法的流程图;
图4示出本发明的一个实施例的所述DSP单元对语音超帧进行解析的流程图;
图5示出本发明的一个实施例的所述DSP单元对语音负载数据进行解析的流程图;
图6示出本发明的一个实施例的所述DSP单元对嵌入式FLC信令信息进行解析的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。
针对目前GSM、CDMA等公众移动通信***的语音监测***不适用于PDT***空中接口语音的监测,本发明的实施例提供了一种警用数字集群***空中接口语音监测***,包括第一PDT终端、第二PDT终端、PDT***和PDT综合测试仪,其中在所述第一PDT终端、第二PDT终端和PDT***之间进行通信的过程中,所述PDT综合测试仪能够通过所述PDT***的空中接口捕获语音超帧数据,对所述语音超帧数据进行解调、信道解码、语音解码,并解析所述PDT***的信令,播放所述语音超帧包含的音频信息并显示所述语音超帧包含的嵌入式FLC信令信息。
如图1所示为警用数字集群***空中接口语音监测***的框图,在第一PDT终端、第二PDT终端和PDT***之间相互通信的过程中,所述PDT综合测试仪可以通过PDT***的空中接口对该***的通信数据进行捕获,并对通信数据进行解析以实现对PDT***的语音通信的监测。
如图2所示为警用数字集群***空中接口语音监测***中所述PDT综合测试仪的框图,包括射频单元、FPGA单元、DSP单元、ARM单元和外部设备单元。
其中所述射频单元通过监测所述PDT***的空中接口,获取语音超帧数据,并传送到所述FPGA单元。所述FPGA单元接收并解调所述语音超帧数据,将解调后的数据传送到所述DSP单元。
所述DSP单元接收所述语音超帧数据,进行拆分和FEC信道解码,调用NVOC声码器解码函数进行语音解码,得到8kHz采样率、16位编码的PCM语音数据,并将PCM语音数据传输至所述外部设备单元,解析所述语音超帧数据中的所述嵌入式FLC信令信息并传输至所述ARM单元。
所述ARM单元包括ARM模块和显示模块,所述ARM模块接收所述嵌入式FLC信令信息并提取关键信息,例如色码、功率、频偏以及发送和接收方等,并显示在所述显示模块上。
所述外部设备单元包括声卡和存储器,将PCM语音数据发送给声卡,然后调用语音播放设备,播放语音,并将接收到的所述PCM语音数据存储在存储器中,保存为音频文件。
本发明的实施例提供了一种利用上述语音监测***的监测方法,如图3所示,包括:
S101:所述第一PDT终端、第二PDT终端和PDT***之间进行语音通信,所述射频单元通过监测所述PDT***的空中接口,获取语音超帧数据。
S103:所述FPGA单元接收并解调所述语音超帧数据,并存储在指定内存地址中。
S105:所述DSP单元将解调后的所述语音超帧数据拆分为多个语音子帧,提取所述语音子帧中的语音负载数据和所述嵌入式FLC信令信息。
进一步地,如图4所示,具体包括:
S1051:所述DSP单元从所述指定内存地址中读取解调数据。
S1053:判断所述解调数据是否为所述语音超帧数据,若是则跳转至S1055,否则丢弃所述解调数据。
S1055:将解调后的所述语音超帧数据拆分为多个语音子帧,从指定的所述语音子帧中提取所述嵌入式FLC信令信息和语音负载信息;在本实施例中将每个语音超帧数据拆分为6个语音子帧,其中第一个语音子帧为同步帧,第二个至第五个语音子帧包含所述嵌入式FLC信令信息和语音负载信息,第六个语音子帧为补充帧。
S1057:将指定的所述语音子帧等分为指定份数,每份包含固定时长的所述语音负载数据;在本实施例中将每个语音子帧等分为三份,每一份代表持续时长为20ms的语音负载信息。
S107:所述DSP单元对所述语音负载数据进行FEC信道解码,然后调用NVOC声码器解码函数进行语音解码,将获得PCM语音数据传输至所述外部设备单元,所述外部设备单元存储所述并播放PCM语音数据。
进一步地,如图5所示,具体包括:
S1071:所述DSP单元对所述固定时长的所述语音负载数据进行FEC信道解码。
S1073:向所述NVOC声码器解码函数循环输入第一长度的语音负载数据;在本实施例中,向所述NVOC声码器解码函数循环输入长度为48比特的语音负载数据。
S1075:循环接收并保存所述NVOC声码器解码函数输出的第二长度的PCM语音数据,并记录输出次数;保存所述NVOC声码器解码函数输出的长度为320字节的PCM语音数据。
S1077:判断所述NVOC声码器解码函数连续3次输出的所述PCM语音数据长度是否均为第二长度,若是则跳转至S1079,否则跳转至S1075。在本实施例中,若所述NVOC声码器解码函数连续3次输出的PCM语音数据长度均为320字节则进行数据封装,否则继续循环接收所述NVOC声码器解码函数输出的PCM语音数据。
S1079:将所述连续3次PCM语音数据进行封装,并将所述封装语音数据传输至所述外部设备单元,所述外部设备单元存储并播放所述PCM语音数据。在本实施例中,将连续3次共960字节的PCM语音数据封装为数据包,并传输至外部设备进行播放和存储。
S109:所述DSP单元对所述嵌入式FLC信令信息进行解析并传输至所述ARM单元,所述ARM单元从所述解析后的嵌入式FLC信令信息中提取预先指定的信息并进行显示。
进一步地,如图6所示,具体包括:
S1091:所述DSP单元对所述嵌入式FLC信令信息进行解析并传输至所述ARM单元;本实施例中DSP单元从每个语音超帧数据的第二到第五语音子帧中提取出嵌入式FLC信令信息。所述嵌入式FLC信令信息中包含6比特的信令类型FLCO码,根据所述FLCO码的值确定信令类型,其中PDT***的嵌入式FLC的信令类型主要包括:组呼讲话方指示信令、单呼讲话方指示信令、邻近小区参数广播信令、PROTECT信令以及下行端到端加密控制信令。通过所述嵌入式FLC的信令类型,根据《GA/T 1058-2013警用数字集群(PDT)通信***空中接口呼叫控制层技术规范》,具体解析对应类型的嵌入式FLC信令所包含的信息。
S1093:所述ARM单元的ARM模块从所述解析后的嵌入式FLC信令信息中提取指定信息并显示在所述ARM单元的显示模块上,从而实现对PDT***的空中接口语音的监测。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种警用数字集群***空中接口语音监测***,其特征在于,包括第一PDT终端、第二PDT终端、PDT***和PDT综合测试仪,其中
在所述第一PDT终端、第二PDT终端和PDT***之间进行通信的过程中,所述PDT综合测试仪能够通过所述PDT***的空中接口捕获语音超帧数据,对所述语音超帧数据进行解调、信道解码、语音解码,并解析所述PDT***的信令,播放所述语音超帧包含的音频信息并显示所述语音超帧包含的嵌入式FLC信令信息。
2.根据权利要求1所述的语音监测***,其特征在于,所述PDT综合测试仪包括射频单元、FPGA单元、DSP单元、ARM单元和外部设备单元,其中
所述射频单元通过监测所述PDT***的空中接口,获取语音超帧数据,并传送到所述FPGA单元;
所述FPGA单元接收并解调所述语音超帧数据,将解调后的信号传送到所述DSP单元;
所述DSP单元接收所述语音超帧数据,对所述语音超帧数据进行拆分和FEC信道解码,调用NVOC声码器解码函数进行语音解码并将解码后的PCM语音数据传输至所述外部设备单元,解析所述语音超帧数据中的所述嵌入式FLC信令信息并传输至所述ARM单元;
所述ARM单元包括ARM模块和显示模块,所述ARM模块接收所述解析后的嵌入式FLC信令信息并提取指定的信息,并显示在所述显示模块上;
所述外部设备单元对接收到的所述PCM语音数据进行存储和播放。
3.根据权利要求1所述的语音监测***,其特征在于,所述外部设备单元包括声卡和存储器。
4.根据权利要求1所述的语音监测***,其特征在于,所述DSP单元输出的所述PCM语音数据为8kHz采样率、16位编码。
5.一种利用权利要求1所述的语音监测***的监测方法,其特征在于,所述PDT综合测试仪包括射频单元、FPGA单元、DSP单元、ARM单元和外部设备单元,包括:
S101:所述第一PDT终端、第二PDT终端和PDT***之间进行通信,所述射频单元通过监测所述PDT***的空中接口,获取语音超帧数据;
S103:所述FPGA单元接收并解调所述语音超帧数据,并存储在指定内存地址中;
S105:所述DSP单元将解调后的所述语音超帧数据拆分为多个语音子帧,提取所述语音子帧中的语音负载数据和所述嵌入式FLC信令信息;
S107:所述DSP单元对所述语音负载数据进行FEC信道解码,然后调用NVOC声码器解码函数进行语音解码,将获得PCM语音数据传输至所述外部设备单元,所述外部设备单元存储并播放所述PCM语音数据;
S109:所述DSP单元对所述嵌入式FLC信令信息进行解析并传输至所述ARM单元,所述ARM单元从所述解析后的嵌入式FLC信令信息中提取预先指定的信息并进行显示。
6.根据权利要求5所述的监测方法,其特征在于,所述S105具体包括:
S1051:所述DSP单元从所述指定内存地址中读取解调数据;
S1053:判断所述解调数据是否为所述语音超帧数据,若是则跳转至S1055,否则丢弃所述解调数据;
S1055:将解调后的所述语音超帧数据拆分为多个语音子帧,从指定的所述语音子帧中提取所述嵌入式FLC信令信息和语音负载信息;
S1057:将指定的所述语音子帧等分为指定份数,每份包含固定时长的所述语音负载数据。
7.根据权利要求6所述的监测方法,其特征在于,所述S107具体包括:
S1071:所述DSP单元对所述固定时长的所述语音负载数据进行FEC信道解码;
S1073:向所述NVOC声码器解码函数循环输入第一长度的语音负载数据;
S1075:循环接收并保存所述NVOC声码器解码函数输出的第二长度的PCM语音数据,并记录输出次数;
S1077:判断所述NVOC声码器解码函数连续3次输出的所述PCM语音数据长度是否均为第二长度,若是则跳转至S1079,否则跳转至S1075;
S1079:将所述连续3次PCM语音数据进行封装,并将所述封装语音数据传输至所述外部设备单元,所述外部设备单元存储并播放所述PCM语音数据。
8.根据权利要求7所述的监测方法,其特征在于,所述第一长度为48bit,所述第二长度为320byte。
9.根据权利要求6所述的监测方法,其特征在于,所述S109具体包括:
S1091:所述DSP单元对所述嵌入式FLC信令信息进行解析并传输至所述ARM单元;
S1093:所述ARM单元的ARM模块从所述解析后的嵌入式FLC信令信息中提取指定信息并显示在所述ARM单元的显示模块上。
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