[发明专利]一种全双工语音通信方法及系统

说明书

本发明公开一种全双工语音通信方法及系统，通过调整主通信方和从通信方的时钟误差，实现二者之间的全双工通信。此种技术方案通过将时隙同步的算法实现放在软件应用层处理，降低了时隙同步的实现难度可实现对讲机之间的全双工通信，提高通信同步性，适用范围广。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种在无线设备之间实现全双工语音通信的方法，特别涉及一种通过自动调整定时器计数的方式在无线设备之间建立同步双时隙的机制以实现全双工语音通信的方法及系统。

背景技术

无线语音通信是比较普遍使用的通信方式，比如常见的手机通信。在手机通话的过程中，为了达到理想的用户体验，手机通信都是支持全双工通信的，即通信接收方在接听通话的同时，也可以说话，并被通话发起方收听到。但是，在对讲机技术里，很多对讲机只能支持单工通信，也就是半双工通信。半双工通信和全双工通信的区别在于，半双工通信中的通信接收方在通信发起方的通信结束前是不能说话的，直到通信发起方结束通话后，原先的通信接收方才可以开始说话，比如使用Digital Private Mobile Radio(dPMR)标准的对讲机手台就是使用半双工的通信方式，这样的通信方式对于普通用户来说，体验会差于全双工通信。

作为高级功能，有的对讲机标准也支持全双工的语音通信，比如Digital MobileRadio(DMR)标准。DMR标准通过定义双时隙的方式支持全双工语音通信，但是作为专业对讲协议标准，其实现的技术难度比较高，尤其是对双时隙的同步精度要求比较严格。DMR协议中的全双工通信简要示意如图1。

DMR每个时隙的长度是30毫秒，时隙1和时隙2交替出现。用户1使用时隙1发送语音数据1。用户2使用时隙2发送语音数据2。全双工语音通信的过程为：用户1在长度为30毫秒的时隙1内发送语音1，该语音1携带了可以播放60毫秒时间长度的语音数据。用户2在时隙2发送语音2，该语音2携带了可以播放60毫秒时间长度的语音数据。这种工作方式，保证了通信双方每30毫秒向对方发送一段数据，而接收方可以用这段数据播放60毫秒的语音，这样通信双方的体验就是可以同时收听和说话。这种通信方式的技术重点在于，通信双方的时隙必须严格对齐，也就是说，用户1的时隙1和用户2的时隙1是同时开始和结束，用户1的时隙2和用户2的时隙2也是同时开始和结束。为了保持时间同步，DMR协议标准规定，每隔一定数量的时隙，必须要在数据中间插入同步字，同步字使用规定的数据格式以方便接收方辨识。当接收方解析出当前数据里含有同步字，就必须做一次同步校准，这样的方式要求通信接收方在解调数据的同时，就要分辨是否存在同步字，然后相应地做同步校准动作，对调制解调器来说，相比较单纯的解调数据操作，会增加开销。

手持对讲机上使用双时隙的原因，是一般来说对讲机使用的是半双工天线，也就是射频不支持在发射数据的同时接收数据，所以需要用两个时隙交替发射来实现双工通信的体验。

由于电子通信设备通常使用处理器来处理数据，而处理器本身会带有定时器功能。使用定时器定时然后触发中断，可以在程序的应用层产生时隙。只要通信双方处理器的定时器产生的时隙是同步发生的，就能比较简单地实现全双工应用。一般来说，定时器是用计数的方式来计算时间的，定时器开始工作时，计数值为0。定时器每隔固定时间将计数器加1，直到计数值到达指定数值，定时器就产生中断，表示定时的时间到期。要使通信双方能够产生相同长度并且同步的时隙，有两个条件需要满足，一是双方定时器同时开始，另一个是双方定时器每次计数所消耗的时间相同。但实际情况是，当双方定时器同时开始工作，并且程序指定了相同的计数值后，定时器到期的时间往往不一样。原因在于定时器是依赖晶体震荡来产生计数的，而每个晶体的精度都是不一样的。比如A晶体的精度是+/-10ppm，B晶体的精度是+/-20ppm，其代表的含义是A晶体每隔1秒，会和标准时间偏差+/-10微秒，B晶体每1秒会和标准时间偏差+/-20微秒(即使精度标值一样的晶体，也会存在细微的差别)。具体到定时应用中，定时器每一次计数时候就已经产生了一定的偏差，通信双方即使实现了定时器同时启动，计数值完全一致，也很难保证定时器最终产生的时隙长度相等。