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水声单边带语音通信系统的数字化研究与实现

作　者: 邢军华
导　师: 桑恩方
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: 单边带通信 实时语音通信 TMS320VC5510 TLV320AIC23 DSP/BIOS
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 221次
引　用: 1次
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内容摘要


随着人类开发利用海洋步伐的加快，水声语音通信技术的研究越来越受到人们的重视。由于水声信道具有有限的通信带宽及其时变、空变等特性，需要采用一种适用于水声信道的通信方式进行语音通信。具有节约频带、节约功率、受信道条件影响小等特点的单边带通信方式是很好的选择。传统的单边带语音通信系统大都是模拟的，实现起来比较复杂，往往由于庞大而不便移动和调试。用数字的方法来实现单边带通信则可以克服这些不足。为此本论文进行了以下的开发和研究工作：1)对语音信号的特性进行了分析，研究了单边带语音通信的调制方式，通过理论分析，确定了采用滤波的方法进行单边带调制。对单边带语音通信系统的数字化进行了研究，并通过MATLAB对语音信号的仿真，验证了利用数字滤波器算法的可行性。2)考虑到低功耗和实时性问题，本论文以TI公司的TMS320VC5510 DSP芯片和TLV320AIC23语音处理芯片为核心，设计了一个实时的语音通信系统。3)为了保证语音通信的实时性，本文采用了批处理的方式，并采用了嵌入式实时操作系统DSP／BIOS，在保证实时性的同时方便了应用程序的编写。水声单边带语音通信系统调试通过后，功能达到了预期的指标，在信道实验室进行了水池试验，系统软、硬件工作稳定可靠，效果良好。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 单边带通信的特点及发展  11-14
    1.1.1 水声信道特点  11-12
    1.1.2 单边带通信的特点  12-13
    1.1.3 单边带通信的发展  13-14
  1.2 论文的主要工作和研究内容  14-16
第2章 单边带语音通信的技术分析  16-38
  2.1 水下语音通信系统总体结构  16-17
  2.2 语音信号概述  17-19
    2.2.1 语音信号在时域和频域的表示  18-19
    2.2.2 语音信号数字化  19
  2.3 单边带信号的调制与解调  19-27
    2.3.1 单边带信号概述  20
    2.3.2 单边带信号的调制方法及优缺点  20-26
    2.4.3 单边带信号的解调  26-27
  2.5 数字滤波器设计  27-31
    2.5.1 由连续时间滤波器设计离散时间IIR滤波器  28-30
    2.5.2 利用窗函数设计数字FIR滤波器  30-31
  2.6 单边带语音通信系统的仿真  31-37
    2.6.1 语音信号的调制  31-35
    2.6.2 语音信号的解调  35-37
  2.7 本章小结  37-38
第3章 硬件系统的设计与实现  38-54
  3.1 单边带数字语音通信系统的硬件结构  38-39
  3.2 TMS320VC5510数字信号处理器  39-45
    3.2.1 TMS320系列DSP概述  39-40
    3.2.2 TMS320VC5510的内部结构  40-42
    3.2.3 多通道缓冲串口(McBSP)  42-44
    3.2.4 TMS320VC5510的其它片内外设  44-45
  3.3 音频芯片  45-49
    3.3.1 TLV320AIC23的特点和内核结构  46-47
    3.3.2 TLV320AIC23与TMS320VC5510McBSP的连接  47-49
  3.4 FLASH  49-51
    3.4.1 AM29LV400B的简介  49-50
    3.4.2 AM29LV400B与TMS320VC5510的连接  50-51
  3.5 CPLD  51-53
    3.5.1 CPLD的选型  51-52
    3.5.2 EPM3128的设计流程  52-53
  3.6 本章小结  53-54
第4章 通信系统的软件设计  54-69
  4.1 CCS集成开发环境  54-57
    4.1.1 程序代码开发流程  55-56
    4.1.2 CSL简介  56-57
  4.2 实时操作系统DSP/BIOS  57-59
    4.2.1 DSP/BIOS简介  57-58
    4.2.2 基于DSP/BIOS的软件程序设计  58-59
  4.3 程序整体结构  59-63
    4.3.1 系统初始化  59-60
    4.3.2 设备驱动程序的编写  60-61
    4.3.3 程序整体框架  61-63
  4.4 单边带语音通信的算法实现  63-67
    4.4.1 算法的移植  63
    4.4.2 算法的具体实现  63-67
  4.5 程序的优化  67
  4.6 设计中注意的问题  67
  4.7 本章小结  67-69
第5章 水下单边带语音通信系统的试验验证  69-73
  5.1 系统电联调试验  69-70
  5.2 水池试验  70-72
  5.3 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-77
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电声技术和语音信号处理 > 语音信号处理
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