语音信号中继转传方法及无线电网络闸道器与流程

1.本公开为一种语音信号中继转传方法及无线电网络闸道器，特别涉及应用于警消系统中的语音信号中继转传方法及无线电网络闸道器。


背景技术：

2.由于警察与消防单位在出勤任务时，皆会频繁地使用无线电系统来进行通信。从图1所示的传统无线电通信系统示意图可以看出，现场警察或消防人员所使用的无线电对讲机100是通过第一无线电移动中继装置101来将模拟语音信号传送到设在高处的无线电中继站102，然后再转传到远方的第二无线电移动中继装置103后到达指挥中心104。这种系统需仰赖建置于各制高点上的无线电中继站102，才能完成其通信网络的连结。但是，在都会区里的救灾或警务常因为高楼大厦或是狭小巷弄的影响，容易产生无线电的通信死角，造成无线电通话中断而无法正确传达救灾指令与布署情况。


技术实现要素：

3.而如何解决因无线电通信死角所造成的困扰，以及如何正确且快速的传达救灾指令与布署情况，为发展本公开技术手段的主要目的。本发明涉及一种语音信号中继转传方法，应用于一无线语音设备与一远端装置之间，该中继转传方法包含下列步骤：接收该无线语音设备传送过来的无线电语音信号并转换成一数字语音信号；将该数字语音信号转换成以串流方式传送的一组语音封包，而通过一移动通信网络而传送给一串流伺服器；以及该串流伺服器将以串流方式传送的该组语音封包转传给该远端装置。
4.根据上述构想，本公开所述的语音信号中继转传方法，其中该无线语音设备为一无线电对讲机，所发出的该无线电语音信号，经过一无线电网络闸道器转换成该数字语音信号后，以移动通信中的语音通话技术，来对一移动通信业者发起通话，而在该移动通信业者同意并建立一通话通道后，该无线电网络闸道器将以对话启动协定，把串流形式的一组语音封包传输至该串流伺服器，然后该串流伺服器再将串流形式的该组语音封包，以已建立的通话通道转传至该远端装置。
5.根据上述构想，本公开所述的语音信号中继转传方法，其中还包含下列步骤：将该数字语音信号进行压缩而转换成一音频文件；对该音频文件进行语音识别、内容判别以及音频文件存储，而所产生的一音频文件存储片段、一语音识别结果、一内容判别结果、一内容判别结果传送确认、一感测器数据、一全球定位信息通过一数据信号路径来进行转传，进而传送至该串流伺服器，然后再传至远端的一指挥中心，该指挥中心包含一闸道伺服器，该闸道伺服器中包含有一指向模块，该指向模块用以记录闸道列表与识别码、确认闸道注册请求以及对通过双回路回传来的传送信息进行比对与记录。
6.根据上述构想，本公开所述的语音信号中继转传方法，其中还包含下列步骤：检测该无线语音设备传送过来的该无线电语音信号的一语音电位；以及根据该语音电位低于一预设门限，产生一特定讯号来与该无线电语音信号来进行混音后再进行语音传送。
7.本公开的另一方面为一种无线电网络闸道器，应用于一无线语音设备与一远端装置之间，该闸道器包含：一无线电接收与处理模块，用以接收该无线语音设备传送过来的无线电语音信号并转换成一数字语音信号；以及一移动通信模块，信号连接至该无线电接收与处理模块，将该数字语音信号以串流方式传送的一组语音封包，通过一移动通信网络而传送给该远端装置。
8.根据上述构想，本公开所述的无线电网络闸道器，其中该无线电接收与处理模块包含一无线语音设备控制模块以及一音频编解码模块，该无线语音设备控制模块用以接收该无线语音设备传送过来的该无线电语音信号而解调制出声波并播放出来，通过一麦克风的转换以及该音频编解码模块的处理，将该无线电语音信号转换成该数字语音信号后直接送入该移动通信模块。
9.根据上述构想，本公开所述的无线电网络闸道器，其中该移动通信模块包含一语音通话单元，该语音通话单元将以串流方式传送的该组语音封包，通过该移动通信网络而传送出去。
10.根据上述构想，本公开所述的无线电网络闸道器，其中以串流方式传送的该组语音封包是经过一串流伺服器转传给该远端装置。
11.根据上述构想，本公开所述的无线电网络闸道器，其中还包含一控制器模块，且该移动通信模块包含一数据处理单元，该控制器模块将该数字语音信号进行压缩而转换成一音频文件并对该音频文件进行语音识别、内容判别以及音频文件存储，而所产生的一音频文件存储片段、一语音识别结果、一内容判别结果、一感测器数据、一全球定位信息通过该移动通信模块中的该数据处理单元所建立的一数据信号路径来进行转传，进而传送至该串流伺服器，然后再传至该远端装置，该远端装置为一指挥中心，该指挥中心包含一闸道伺服器，该闸道伺服器中包含有一指向模块，该指向模块用以记录闸道列表与识别码、确认闸道注册请求以及对通过双回路回传来的传送信息进行比对与记录。
12.根据上述构想，本公开所述的无线电网络闸道器，其中还包含一讯号产生器以及一混音器，该无线电接收与处理模块检测该无线语音设备传送过来的该无线电语音信号的一语音电位，该讯号产生器根据该语音电位低于一预设门限而产生一特定讯号送至该混音器，该混音器将该特定讯号与该无线电语音信号进行混音后再进行传送。
13.为了能对本发明的上述构想有更清楚的理解，下文特举出多个实施例，并配合对应附图详细说明如下。
附图说明
14.图1，其是传统无线电通信系统示意图。
15.图2a，其是本公开所发展出来关于无线电系统的优选实施例的功能方框示意图。
16.图2b所示，其是本公开所发展出来关于无线电系统中的指挥中心所包含的一闸道伺服器的功能方框示意图。
17.图3，其是本公开所发展出来关于无线电网络闸道器的优选实施例的功能方框示意图。
18.图4，其是本公开建立一个通话通道的流程示意图。
19.图5所示，其是本公开为能弥补实时串流语音封包的可能缺失所发展出的另一优
选实施例的信号处理示意图。
20.图6a与6b，其是在上述具备快速发话的无线电中继通信架构下，本公开为能维持无线电对讲机通信的一种控制方法流程图以及相关的功能方框示意图。
21.附图标记说明：
22.100：无线电对讲机
23.101：第一无线电移动中继装置
24.102：无线电中继站
25.103：第二无线电移动中继装置
26.104：指挥中心
27.200：无线电对讲机
28.201：第一无线电移动中继装置
29.202：无线电中继站
30.203：第二无线电移动中继装置
31.204：指挥中心
32.210：第一对频无线电收发机
33.211：第一无线电网络闸道器
34.212：第一移动通信基地台
35.213：中继伺服器
36.214：第二移动通信基地台
37.215：第三移动通信基地台
38.218：移动电话手机
39.216：第二无线电网络闸道器
40.217：第二对频无线电收发机转成
41.205：第三无线电网络闸道器
42.206：第三对频无线电收发机
43.2040：闸道伺服器
44.20400：处理器
45.20401：通信模块
46.20402：转发模块
47.20403：指向模块
48.20404：存储器模块
49.30：无线电网络闸道器
50.301：控制器模块
51.302：无线语音设备控制模块
52.303：音频编解码模块
53.304：移动通信模块
54.3010：数据运算单元
55.3011：控制单元
56.3030：麦克风
57.3031：信号放大器
58.3040：数据处理单元
59.3041：语音通话单元
60.31：串流伺服器
61.40：无线电对讲机
62.41：无线电网络闸道器
63.42：移动通信业者
64.43：串流伺服器
65.44：无线电网络闸道器
66.51：信号路径
67.52：信号路径
68.60：讯号产生器
69.61：混音器
具体实施方式
70.为了解决上述的问题，本公开发明人是发展出如图2a所示的通信系统功能方框示意图，现场人员(例如警察、消防员)所使用的无线电对讲机200可以通过两种管道来传送无线电语音信号，其中的第一种管道是利用传统的模拟通信管道来进行无线电语音信号传送。第一无线电移动中继装置201来将无线电语音信号传送到设在高处的无线电中继站202，然后再转传到远方的第二无线电移动中继装置203后到达指挥中心204。而当第一种管道受到无线电通信死角的影响，造成无线电通话无法正确运行时，便可改采第二种管道来传送。
71.第二种管道主要是利用第一对频无线电收发机210来接收无线电对讲机200所发出的无线电语音信号后，再送入第一无线电网络闸道器211转换成数字语音信号，然后传送给电信业者的第一移动通信基地台212，进而可通过一中继伺服器213以及多个移动通信基地台(例如图中的第二移动通信基地台214与第三移动通信基地台215)来进行传送，进而能让移动电话手机218以及第二无线电网络闸道器216收到该数字语音信号，而第二无线电网络闸道器216将所收到的该数字语音信号，通过第二对频无线电收发机217转成无线电语音信号后传给第二无线电移动中继装置203，最后再传送至指挥中心204。当然，第一无线电网络闸道器211所送出的数字语音信号通过第一移动通信基地台212也可以传给第三无线电网络闸道器205，第三无线电网络闸道器205再将所收到的该数字语音信号通过第三对频无线电收发机206传给设在高处的无线电中继站202，以避开可能的通信死角。
72.而如图2b所示，其是指挥中心204中所包含的一闸道伺服器(gateways server)2040，该闸道伺服器(gateways server)2040中包含有处理器20400、通信模块20401、转发模块20402、指向模块20403以及存储器模块20404，其中通信模块20401可通过无线方式(例如4g/5g移动通信)来与第二无线电移动中继装置203完成连接，而且通过有线固网连接回转发模块20402，转发模块20402用以从指向模块20403来确认闸道的信息来进行数字语音信号的转发(接收与发送)。而处理器20400则用以处理信息数据、进行闸道智能识别指令的确认与转发以及安排未拨放语音的发送。至于指向模块20403则用以记录闸道列表与识别
internet protocol，voip)，把串流形式的一组语音封包传输至串流伺服器43，然后串流伺服器43再将串流形式的该组语音封包，以已建立的通话通道转传至远端装置，而远端装置可以是另一无线电网络闸道器44。值得注意的是，本公开是直接将数字语音信号的串流形式的语音封包通过移动通信网络来传送给串流伺服器(streaming server)进行转传，借此省去压缩过程所需时间，而且串流形式的语音封包是以实时传送为要务，如此将可以大幅降低不必要的信号延迟。
76.另外，再请参见图5所示，其是本公开为能弥补实时串流语音封包的可能缺失所发展出的另一优选实施例的信号处理示意图，其硬件架构与图3相同，不同处在于虚线所示的信号路径，其中信号路径51表示将音频编解码模块303处理后所产生的数字调制语音信号也同时传往控制器模块301中的数据运算单元3010。数据运算单元3010将数字调制语音信号进行压缩而转换成压缩格式的音频文件，然后再送至控制单元3011进行语音识别、内容判别以及音频文件存储，而所产生的相关信息(例如音频文件存储片段、语音识别结果、内容判别结果、感测器数据、全球定位信息)则可以通过移动通信模块304中的数据处理单元3040所建立的信号路径52来进行转传，进而传送至串流伺服器(streaming server)31，然后再传回至远端的指挥中心204。如此一来，除了图4所述的低信号延迟的串流语音信号传输外，另外还提供了另外一个信号处理回路，用以进行需要花费运算时间的语音识别、语音内容判别、判别后信息的发送与确认以及音频文件存储等处理程序，而能让此无线电中继服务有更多的附加功能。至于控制单元3011进行语音识别以及内容判别的处理程序还可以通过机器学习来完成，可以完成识别后来改变指令排程的优先顺序，最后提供给指挥中心204来完成最后确认。
77.再请参见图6a与6b，其是在上述具备快速发话的无线电中继通信架构下，本公开为能维持无线电对讲机通信的一种控制方法流程图以及相关的功能方框示意图，由于无线电通话特性是按压后通话(push to talk，ptt)，也就是只要通道中有人在发话时其他对讲机只能等对方通话完毕后才能取得通话权。因此，从移动通信系统中来接入无线电时也须遵守此一规范。但是，在连续语音通话过程中，使用者讲话中途的断点很常被系统误判成通信结束而失去通话权。因此，当使用者按下通话键启动通话(步骤71)后，本公开系统便可以利用麦克风3030来持续检测目前的语音电位，判断语音电位是否过低(步骤72)，例如是该语音电位低于一预设门限。若语音电位水平没有过低，便进行一般通话。但若是语音电位水平过低，则启动一讯号产生器60来产生一特定讯号(例如白噪声)(步骤73)至混音器61来与麦克风3030转换出的语音信号来进行混音(步骤74)。而混入特定讯号(例如白噪声)后的声音的语音电位水平将会被提高但不易被人耳识别出来。因此，混入特定讯号(例如白噪声)后的声音将会被送入音频编解码模块303来处理，进而产生在上述数字调制语音信号中混入特定讯号(白噪声)的抗误动作数字调制语音信号，然后再通过移动通信模块304中的语音通话单元3041进行语音传送(步骤75)。如此一来，本公开将可以适当地在讲话断点上补充一些讯号，好让系统不会误判成通信结束而失去通话权。
78.综上所述，虽然本发明以实施例公开如上，但并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的技术构思和范围内，当可作各种的变动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利权利要求所界定者为准。