[发明专利]一种多功能头盔式防噪音骨传导系统

摘要

本发明属于数据处理技术领域，公开了一种多功能头盔式防噪音骨传导系统，包括耳麦单元，用于为语音控制模块提供麦克风信号并将语音控制模块提供的耳机信号转换成相应语音语音控制模块，用于耳麦单元传输的麦克风信号的控制；将语音接受模块的语音信号转换成数字信号，通过通讯模块发送到指挥总站；所述的语音控制模块内置频率分析单模块、相位曲线计算模块、误差计算模块、声音信号识别模块；显示模块，用于显示发送语音控制模块过来的提醒信息；发声模块，用于以语音方式表征发送过来的提醒信息。本发明解决了现有技术使用人员的作业活动带来不便并带来安全隐患；而且智能化低，得到的语音数据准确率差；防噪音效果差的问题。

主权项

一种多功能头盔式防噪音骨传导系统，其特征在于，所述多功能头盔式防噪音骨传导系统包括：耳麦单元，用于为语音控制模块提供麦克风信号并将语音控制模块提供的耳机信号转换成相应语音；语音控制模块，用于耳麦单元传输的麦克风信号的控制；将耳麦单元的语音信号转换成数字信号，通过通讯模块发送到指挥总站；所述语音控制模块的信号接收方法包括：第一步，第一用户获取信道信息H1，第二用户获取信道信息H2，语音控制模块获取全部信道信息，其中H1、H2分别表示第一用户与语音控制模块之间、第二用户与语音控制模块之间的信道矩阵；第二步，第一用户和第二用户向语音控制模块发送数据，语音控制模块接收到混合信号y，并分为两路；y=PT1H1x1+PT2H2x2+n]]>其中，x1和x2分别表示第一用户和第二用户发送的符号，PT1表示x1的发送功率，PT2为x2的发送功率，n表示加性高斯白噪声，噪声分量的方差均为第三步，语音控制模块根据获取的信道矩阵计算表征数据x1和x2空间传输的单位方向向量：第四步，语音控制模块获取x1和x2的接收干信比，即干扰信号与期望信号的功率比ki(i＝1,2)，信噪比以及干扰与期望信号的空间相关度cos2θ，并计算xi的接收准则kdivi=1PTiσn2||Ei||2(1-cos2θ)]]>其中，i＝1,2，为信噪比，对于i＝1，E1＝H1，对于i＝2，E2＝H2，第五步，语音控制模块分别将两路信号的干信比ki与第四步确定的进行比较，以选取能够获得最佳数据速率的接收方式；当时，采用正交投影接收；当时，采用匹配接收；语音控制模块根据最佳接收方式分别设计x1、x2的接收滤波向量f1、f2，当采用匹配接收时，接收滤波向量fi选取fiM：fiM＝di当采用正交投影接收时，接收滤波向量fi选取fiO：fiO=di-djHdidj||di-djHdidj||]]>其中i＝1,2，j＝1,2，并且i≠j；第六步，语音控制模块利用第五步设计的滤波向量f1、f2对两路与y相同的混合信号进行滤波处理，恢复出x1和x2；对xi的解码如下式：yi‾=PT1(fi)HH1x1+PT2(fi)HH2x2+(fi)Hn;]]>所述的语音控制模块内置频率分析单模块、相位曲线计算模块、误差计算模块、声音信号识别模块；所述的频率分析模块，分析声音信号的频率信号；所述频率分析模块对接收信号s(t)进行非线性变换，按如下公式进行：f[s(t)]=s(t)*ln|s(t)||s(t)|=s(t)c(t);]]>其中A表示信号的幅度，a(m)表示信号的码元符号，p(t)表示成形函数，fc表示信号的载波频率，表示信号的相位，通过该非线性变换后可得到：f[s(t)]=s(t)ln|Aa(m)||Aa(m)|;]]>计算接收信号s(t)的广义二阶循环累积量按如下公式进行：GCs,20β=GMs,20β;]]>接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为：GCs,20β=1NΣk=1Na(k)a(k)|ln|a(k)||2]]>经过计算可知，BPSK信号和MSK信号的均为1，QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0，由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开；对于BPSK信号而言，在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰，而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰，由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来；检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下：首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0，将其小邻域[α0‑δ0,α0+δ0]内置零，其中δ0为一个正数，若|α0‑fc|/fc＜σ0，其中δ0为一个接近0的正数，fc为信号的载波频率，则判断此信号类型为BPSK信号，否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1；若|Max‑Max1|/Max＜σ0，并且|(α0+α1)/2‑fc|/fc＜σ0，则判断此信号类型为MSK信号；所述的相位曲线计算单模块，计算与所述频率信号的相位的时间变化进行近似的相位曲线；所述的误差计算模块，对所述相位曲线与所述频率信号的相位之间的误差进行计算；所述的声音信号识别模块，基于所述误差对所述声音信号是否是周期声音的信号进行识别；显示模块，用于显示发送语音控制模块过来的提醒信息；发声模块，用于以语音方式表征发送过来的提醒信息。