[发明专利]基带语音信号通讯噪声抑制方法及系统

说明书

本发明公开一种基带语音信号通讯噪声抑制方法，在发送端，把基带语音信号频带划分成两个子带。对原始语音信号做低通滤波处理和自动增益控制(AGC)恒幅处理，得到信号放在低频子带内传输；在AGC过程中提取原始语音信号波形包络，得到包络信号经过频率调制放在高频子带内传输。在AGC恒幅处理过程中，对有声段信号做幅度压缩处理而对无声段信号做幅度扩张处理，使信号幅度接近一致，动态范围变小。在接收端，通过带通滤波和解调频提取语音信号包络，并根据包络对低通恒幅语音信号进行波形恢复。语音波形恢复是AGC逆过程。由于无声段信号被压缩而有声段信号被扩张，无声段噪声得到充分抑制，有声段噪声则被语音信号掩盖，从而得到比较好语音可懂度。

技术领域

本发明涉及一种基带语音信号通讯噪声抑制方法及系统。

背景技术

如图1所示，短波通信是指利用波长为100～10m(频率为3～30MHz)的电磁波为传播载体、以大气电离层为中继系统进行的无线电通信。由于通信信道的非理想性，短波信号在传播的过程中会受到白噪声、多径效应、多普勒频移等多种畸变的影响。多径效应和多普勒频移对信号的畸变，可以通过时域和频域的均衡处理进行补偿。白噪声对信号的影响通常采用滤波技术予以削弱。但是，由于短波通信传播距离很远，因此信号叠加的噪声比其它通信方式更大。本发明将消除叠加于信号的白噪声作为主要研究目标，并假设多径和频移效应均已被理想均衡。人的语音频率范围约在0～3400Hz以内，被称为基带语音信号。基带语音信号需要调制到短波频率才能通过电磁波在短波信道传播。如图2所示，基带语音信号的短波通信一般包括发送端处理、信道畸变和接收端处理三个部分。发送端将基带语音信号调制到短波频段并通过天线发射。信道对信号叠加噪声和畸变效应。接收端通过天线接收射频信号，将其解调为基带语音信号，再通过低通滤波处理滤除基带语音信号带外噪声。图3是图2的等效基带原理示意图。

图4显示了基带语音信号在各处理阶段的时域和频域变化过程。假设s(t)为原始基带语音信号的时域表现形式，S(f)是其频域表现形式，f₀是基带语音信号截止频率(f₀＝3400Hz)。信号在信道叠加白噪声后，由于白噪声的宽频谱特性，频域出现带外频谱延展和带内频谱波动，时域出现显著的幅度和相位波动。叠加噪声信号经过低通滤波后，频域带外噪声被基本滤除，但带内噪声依然存在，时域信号仍然存在较大的幅度和相位波动。由于带内噪声在频域和时域均与语音信号无法分离，这种幅度波动导致人耳听到刺耳噪音，语音信号的可懂度大大下降。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种降低通信过程中的噪音的通信噪声抑制方法。

为达到上述目的，本发明通讯噪声抑制方法，包括发射端处理和接收端处理；

所述发射端处理包括：

将语音基带信号的频带划分为语音信号高频子带和语音信号低频子带；

提取语音信号的包络，依据所述包络计算发射增益系数曲线，将发射增益系数曲线进行调频处理，得到信号频率在高频子带的频率范围内的调频信号；

将语音信号进行低通处理，依据所述发射增益系数曲线对语音信号进行增益处理，得到信号频率在低频子带的频率范围内的恒幅信号；

将恒幅信号和调频信号求和，将求和后的信号送入信道进行传输；

所述接收端处理包括：

将接收的信号进行低通滤波得到恒幅信号，将接收的信号进行带通滤波得到调频信号；

将调频信号进行解调频，得到接收增益系数曲线；依据接收增益系数曲线恢复语音信号。

进一步地，增益处理的过程如下：

S1将语音信号进行分帧处理，获取各帧语音信号的最大幅值，得到语音信号的包络；