可穿透各类声码器的数据传输和接收方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可穿透各类声码器的数据传输和接收方法及系统。
【背景技术】
[0002]根据语音通信的传输方式可分为分组域语音通信(又称VoIP)和电路域语音通信。目前电路域语音通信占主流，本发明专利仅针对电路域语音通信，后叙如非特殊指明，均指电路域语音通信。
[0003]经过声码器所在的语音信道传输非语音数据，在加密通信、远程控制或低速率数据通信方面具有重要的应用价值。目前常见的做法是在语音信道传输DTMF信号，但其速率过低，通常不超过40bps，难以满足比较复杂而且实时性要求较高的应用。
[0004]要在声码器所在的语音信道实现可靠的、连续的、较高速率的非语音数据传输，必须引入信源数据同步，确保双方经过编解码或调制后的信源数据的对齐。目前国内外在这方面的公开技术文献罕有提及。原因在于直接将移动或网络通信中的信道同步序列引入到信源同步存在一个问题:这些信道同步序列的设计直接针对信道，没有考虑需要穿透声码器的LPC滤波器组，基本不具备语音特征，因此难以穿透声码器，无法在信源端实现数据同步功能或者同步误差太大，缺乏实用价值。
[0005]如图6所示，为现有技术中电路域语音通信系统总体框图。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术难以穿透声码器，无法在信源端实现数据同步功能或者同步误差太大，缺乏实用价值的不足，提供一种具备良好的伪随机特性以及典型的语音信号特征，适合作为在语音信道传输非语音数据的可穿透各类声码器的数据传输方法及系统。
[0007]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种可穿透各类声码器的数据传输方法，包括以下步骤:
[0008]发送端将穿越同步序列插入到待发送的目标数据中，构成发送数据；
[0009]将发送数据发送到声码器或调制解调器。
[0010]本发明的有益效果是:穿越同步序列可以有效穿透各类语音通信声码器，这为在语音信道传输非语音数据铺平了道路，具备十分重要的应用价值，尤其在加密通信、远程安全控制等领域，意义巨大；提出的穿越同步序列采用两段式结构，避免了常规求解数据同步需要始终跟踪每个输入数据，从而显著降低了运算量。
[0011]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0012]进一步，所述穿越同步序列插入到目标数据前端或目标数据内部预留的一个位置。
[0013]进一步，将穿越同步序列插入到目标数据之前，首先根据目标数据的符号(正数为1，负数为-1，0为O)，对穿越同步序列进行符号化。
[0014]进一步，所述穿越同步序列包括引导序列和定位序列；
[0015]所述引导序列用于判断定位序列是否到达，避免同步解析引入大量运算量；判决规则可以是求取引导序列的相关值，如果相关值大于最大相关值的50%即可判定定位序列到达或者直接求取定位序列的归一化能量，如果能量值大于50%即可判定定位序列到达。
[0016]所述定位序列用于精确定位同步位置。
[0017]进一步，所述引导序列S1的计算公式如公式⑴所示:
[0018]S1 (k) = cos (2 π *Fa*k*T+R。)公式(I);
[0019]其中，k = 0..Nl-1 ;N1为SI序列长度；通常N1>2*P ;P为自然数；T = l/Fs，Fs为语音采样率；Fa为语音基因频段的某个频率；R。为初相位。
[0020]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种可穿透各类声码器的数据发送端，包括数据构成模块和发送模块；
[0021]所述数据构成模块用于发送端将穿越同步序列插入到待发送的目标数据中，构成发送数据；
[0022]所述发送模块用于将发送数据发送到声码器或调制解调器。
[0023]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种可穿透各类声码器的数据接收方法，包括以下步骤:
[0024]步骤1:接收来自声码器或调制解调器的数据，将数据分为保护固定个数数据的多个数据组；
[0025]步骤2:选取一个数据组求频率分量的信号能量；
[0026]步骤3:判断信号能量是否大于预设门限值，如果是，执行步骤4 ;否则，执行步骤2 ；
[0027]步骤4:开启同步搜索，通过在所述数据组中多次搜索穿越同步序列的位置，定位同步位置；
[0028]步骤5:判断是否找到同步位置，如果是，结束；否则，执行步骤2。
[0029]本发明的有益效果是:提出了穿越快速算法，通过查表而不是乘加运算求取相关值，运算速度更快，占用存储空间更小，对抗信道干扰和声码器调制干扰的能力明显增强。
[0030]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0031]进一步，所述步骤4具体包括以下步骤:
[0032]步骤4.1:开启同步搜索定位序列，通过定位序列定位同步位置，将同步搜索次数置为零；
[0033]步骤4.2:将所述数据组符号化，并将同步搜索次数加一；
[0034]步骤4.3:根据所述数据组和同步位置在相关查找表中获取相关值分量，根据相关值分量求得相关值；
[0035]步骤4.4:判断相关值是否大于门限值，如果是，执行步骤4.5 ;否则，执行步4.2 ;
[0036]步骤4.5:相关值代替成为新的门限值，并记录所述数据组的同步位置；
[0037]步骤4.6:判断搜索次数是否大于预设值，如果是，执行步骤5 ;否则，执行步骤4.2。
[0038]进一步，所述解析同步位置的方法包括相关或峰值判决等。
[0039]进一步，所述数据组符号化的方法是根据数据组中判断数据的值大于O时，将此数据置为I ;其数据的值小于0，将此数据置为-1 ;其数据的值等于O时，将此数据置为O。
[0040]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种可穿透各类声码器的数据接收端，包括接收模块、选取模块、门限判断模块、同步搜索模块和判断模块；
[0041]所述接收模块用于接收来自声码器的数据，将数据分为保护固定个数数据的多个数据组；
[0042]所述选取模块用于选取一个数据组求频率分量的信号能量；
[0043]所述门限判断模块用于判断信号能量是否大于预设门限值，如果是，触发同步搜索模块；否则，触发选取模块；
[0044]所述同步搜索模块用于通过在所述数据组中多次搜索穿越同步序列的位置，定位同步位置；
[0045]所述判断模块用于判断是否找到同步位置，如果是，结束；否则，触发选取模块。
【附图说明】
[0046]图1为本发明所述的一种可穿透各类声码器的数据传输方法流程图；
[0047]图2为本发明所述的一种可穿透各类声码器的数据发送端结构框图；
[0048]图3为本发明所述的一种可穿透各类声码器的数据接收方法流程图；
[0049]图4为本发明所述的一种可穿透各类声码器的数据接收端结构框图；
[0050]图5为本发明具体示例所述的一种可穿透各类声码器的数据接收方法流程图；
[0051]图6为现有技术中电路域语音通信系统总体框图。
[0052]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0053]1、数据构成模块，2、发送模块，3、接收模块，4、选取模块，5、门限判断模块，6、同步搜索模块，7、判断模块。
【具体实施方式】
[0054]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0055]如图1所示，为本发明所述的一种可穿透各类声码器的数据传输方法，包括以下步骤:
[0056]发送端将穿越同步序列插入到待发送的目标数据中，构成发送数据；
[0057]将发送数据发送到声码器或调制解调器。
[0058]如图2所示，为本发明所述的一种可穿透各类声码器的数据传输系统，包括数据构成模块I和发送模块2 ;
[0059]所述数据构成模块I用于发送端将穿越同步序列插入到待发送的目标数据中，构成发送数据；
[0060]所述发送模块2用于将发送数据发送到声码器或调制解调器。
[0061]如图3所示，为本发明所述的一种可穿透各类声码器的数据接收方法，包括以下步骤:
[0062]步骤1:接收来自声码器或调制解调器的数据，将数据分为保护固定个数数据的多个数据组；
[0063]步骤2:选取一个数据组求频率分量的信号能量；
[0064]步骤3:判断信号能量是否大于预设门限值，如果是，执行步骤4 ;否则，执行步骤2 ；
[0065]步骤4:开启同步搜索，通过在所述数据组中多次搜索穿越同步序列的位置，定位同步位置；
[0066]步骤5:判断是否找到同步位置，如果是，结束；否则，执行步骤2。
[0067]如图4所示，为本发明所述的一种可穿透各类声码器的数据解析系统，包括接收模块3、选取模块4、门限判断模块5、同步搜索模块6和判断模块7 ;
[0068]所述接收模块3用于接收来自声码器的数据，将数据分为保护固定个数数据的多个数据组；
[0069]所述选取模块4用于选取一个数据组求频率分量的信号能量；
[0070]所述门限判断模块5用于判断信号能量是否大于预设门限值，如果是，触发同步搜索模块6 ;否则，触发选取模块4 ;
[0071]所述同步搜索模块6用于通过在所述数据组中多次搜索穿越同步序列的位置，定位同步位置；
[0072]所述判断模块7用于判断是否找到同步位置，如果是，结束；否则，触发选取模块4。
[0073]提出一种两段式构造序列，为方便描述，后叙称之为穿越同步序