单通道半双工软无设备快速收发方法、介质、设备和系统与流程

本技术涉及软件无线电设备通信领域，特别是涉及一种单通道半双工软无设备快速收发方法、介质、设备和系统。

背景技术：

1、随着软件无线电设备通信技术的发展，出现了单通道半双工软件无线电设备，单通道半双工软件无线电设备具有价格低廉、功能完善、性价比高等优点，非常适合教育科研机构使用，目前，可以将单通道半双工软无设备加上天线作为软无射频平台来实现数字语音通信。

2、然而，单通道半双工软件无线电设备只有单通道，只能工作在半双工模式下，并且此设备的接收与发送过程的相关工作参数是不一样的，比如说中心频率、增益等，因此，要实现接收模式和发送模式的切换，需要重启设备来重置参数，这样使得单通道半双工软无射频平台进行收发切换时，存在超过2秒的切换延时，有时还会因一次切换失败而再次切换使得延时达到6秒以上，导致在单通道半双工软无射频平台的实际通信过程中，语音通信效果实时性差，且容易损坏设备。使用两个单通道半双工软件无线电设备，一个用于发送，另一个用于接收，可以解决切换的延时问题，但是两个设备之间容易相互干扰，使得通信效果不稳定，并且增加了成本。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种单通道半双工软无设备快速收发方法、介质、设备和系统，优化单通道半双工软无射频平台的收发转换问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

3、一方面，本发明实施例提供一种单通道半双工软无设备快速收发方法，包括以下步骤：

4、启动单通道半双工软无设备；

5、初始化接收模式工作参数；

6、启动数据接收模式，运行接收流图程序；接收流图程序用于接收和播放外来模拟音频信号；

7、停止数据接收模式；

8、初始化发送模式工作参数；

9、启动数据发送模式，运行发送流图程序；发送流图程序用于发送本地模拟音频信号；

10、停止数据发送模式；

11、重复初始化接收模式工作参数到停止数据发送模式的步骤，执行单通道半双工软无设备的语音通信任务；

12、语音通信任务结束后，关闭单通道半双工软无设备。

13、在其中一个实施例中，运行接收流图程序的过程，包括：

14、接收外来模拟音频信号，将外来模拟音频信号转换成外来数字音频信号；

15、对外来数字音频信号进行滤波；

16、对滤波后的数字信号进行重采样，得到低采样率音频信号；

17、对低采样率音频信号取模值，得到实数音频信号；

18、去除实数音频信号的直流成分，得到去直流实数音频信号；

19、去除去直流实数音频信号的高频分量，得到还原后的外来模拟音频信号，播放还原后的外来模拟音频信号。

20、在其中一个实施例中，去除实数音频信号的直流成分，得到去直流实数音频信号的过程，包括：

21、实数音频信号减去自身平均值，得到去直流实数音频信号。

22、在其中一个实施例中，运行发送流图程序的过程，包括：

23、输入本地模拟音频信号，将所述本地模拟音频信号转换成本地数字音频信号；

24、去除本地数字音频信号的高频成分，得到低通实数音频信号；

25、将低通实数音频信号转换为低通复数音频信号；

26、对低通复数音频信号进行重采样，得到高采样率音频信号；

27、对高采样率音频信号进行调制，发送调制后的高采样率音频信号至天线。

28、在其中一个实施例中，对低通复数音频信号进行重采样，得到高采样率音频信号的过程，包括：

29、通过内嵌的一个常系数乘法器对低通复数音频信号进行两级重采样，得到高采样率音频信号。

30、在其中一个实施例中，接收模式和发送模式的工作参数包括：中心频率、采样率、带宽、增益值和偏置值。

31、在其中一个实施例中，初始化接收模式工作参数和初始化发送模式工作参数的过程中，通过调用初始化函数实现初始化。

32、一方面，本发明实施例提供一种可读存储介质，其上存储有驱动程序，驱动程序被处理器执行时实现上述任一单通道半双工软无设备快速收发方法的步骤。

33、一方面，本发明实施例提供一种单通道半双工软无设备，包括开关组件、初始化组件、模式切换组件、接收流图程序运行组件和发送流图程序运行组件；

34、开关组件，用于启动和关闭单通道半双工软无设备；

35、初始化组件，用于初始化接收模式工作参数和发送模式工作参数，接收模式和发送模式的工作参数包括：中心频率、采样率、带宽、增益值和偏置值；

36、模式切换组件，用于启动、停止数据接收模式和数据发送模式；

37、接收流图程序运行组件，用于执行接收流图程序；接收流图程序用于接收和播放外来模拟音频信号；

38、发送流图程序运行组件，用于执行发送流图程序；发送流图程序用于发送本地模拟音频信号。

39、在其中一个实施例中，接收流图程序运行组件包括：开源移动通信协议信源模块、fir滤波器、合理重采样模块、复数取模功能模块、隔离直流模块、低通滤波模块和音频信宿模块；

40、开源移动通信协议信源模块，用于接收外来模拟音频信号，将外来模拟音频信号转换成外来数字音频信号；

41、fir滤波器，用于对外来数字音频信号进行滤波；

42、合理重采样模块，用于对滤波后的数字信号进行重采样，得到低采样率音频信号；

43、复数取模功能模块，用于对低采样率音频信号取模值，得到实数音频信号；

44、隔离直流模块，用于实数音频信号通过减去自身平均值去除直流成分，得到去直流实数音频信号；

45、低通滤波模块，用于去除去直流实数音频信号的高频分量，得到还原后的外来模拟音频信号；

46、音频信宿模块，用于播放还原后的外来模拟音频信号。

47、在其中一个实施例中，发送流图程序运行组件包括：音频信源模块、低通滤波器、实数信号转复数信号模块、合理重采样模块和开源移动通信协议信宿模块；

48、音频信源模块，用于输入本地模拟音频信号，将本地模拟音频信号转换成本地数字音频信号；

49、低通滤波器，用于去除本地数字音频信号的高频成分，得到低通实数音频信号；

50、实数信号转复数信号模块，用于将低通实数音频信号转换为低通复数音频信号；

51、合理重采样模块，用于通过内嵌的一个常系数乘法器对低通复数音频信号进行两级重采样，得到高采样率音频信号；

52、开源移动通信协议信宿模块，用于对高采样率音频信号进行调制，发送调制后的高采样率音频信号至天线。

53、另一方面，本发明实施例提供一种基于上述任一实施例中单通道半双工软无设备的射频平台测试系统，包括：干扰控制台、软件无线电干扰环境构设平台、模拟操作台接收端、模拟操作台发送端和上述任一单通道半双工软无设备；

54、其中，单通道半双工软无设备包括软件无线电射频平台接收端和软件无线电射频平台发送端；

55、干扰控制台通过网络控制软件无线电干扰环境构设平台；

56、软件无线电干扰环境构设平台用于发射干扰信号及测试干扰效果，干扰信号用于对软件无线电射频平台接收端和软件无线电射频平台发送端进行干扰；

57、模拟操作台接收端通过网络控制软件无线电射频平台接收端；

58、模拟操作台发送端通过网络控制软件无线电射频平台发送端。

59、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

60、上述一种单通道半双工软无设备快速收发方法、介质、设备和系统，对软件无线电设备驱动层、射频软件层和应用软件层进行了优化，通过初始化工作参数以及运行接收/发送流图程序的步骤，将更改接收/发送模式的相关工作参数从打开/关闭收发设备环节中分离出来，实现了打开或关闭设备无收发之分，大大减少了单通道半双工软无设备在通信过程中的延时，提高了信号传输效率，避免了两个设备天线之间的串扰。相比于传统多通道全双工设备，本技术的单通道半双工软无设备每台成本约为传统多通道全双工设备的1/30左右，达到了大幅降低设备成本的效果。