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数字对讲机语音处理方案的研究及DSP实现

作　者: 罗雪松
导　师: 陈向东
学　校: 西南交通大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 语音算法 CVSD DSP 集群通信
分类号: TN929.54
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 306次
引　用: 4次
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内容摘要


在数字集群系统的话音业务中,要求话音能够有比较好的质量,编解码的复杂度适中,对于外部干扰和背景噪声的抗干扰能力强,编解码的芯片尽可能地具备高性价比,并且功耗低。连续可变斜率增量调制(Continuously Variable Slope Delta Modulation,CVSD)是一种在卫星通信、移动通信、军事通信等信道噪声比较大的专用网中应用非常广泛的语音信号的波形编码方式。国际电信联盟ITU制定了16kbps和32kbps两种速率的CVSD统一标准。本文对现有的数字对讲机上语音专用处理芯片采用的CVSD语音编码算法进行了研究和论证,通过计算机的仿真,证实CVSD编码能很好地还原语音信号。此外,还针对CVSD编码的特点,通过软件编写滤波器,对CVSD编解码数据进行滤波和去噪,使得语音信号更平滑,提高了话音的质量。同时考虑到语音专用处理芯片在算法改动以及价格等方面的局限性,将CVSD算法从专用芯片中移植出来,在DSP平台上实现。通过人耳的主观判断,证实在数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)平台上经过CVSD算法处理之后的语音信号同样能保持良好的质量和效果,符合实际的通话需求。以上工作为数字对讲机的语音处理提供了扩展的可能。论文最后基于CVSD算法和DSP提出了改进之后的数字对讲机的系统结构方案,并讨论了该系统可使用的语音传输协议的方案。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-13
  1.1 课题研究的背景及目的  10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 论文的主要研究内容  12-13
第2章 语音编码的基本理论  13-29
  2.1 语音编码概述  13
  2.2 语音信号的波形编码  13-20
    2.2.1 PCM的基本原理  14-16
    2.2.2 ADPCM的基本原理  16-17
    2.2.3 △M及ADM的基本原理  17-20
  2.3 CVSD编码  20-22
    2.3.1 CVSD编码原理  20-22
    2.3.2 CVSD与其他编码方式的比较  22
  2.4 语音信号处理中的滤波器  22-28
    2.4.1 巴特沃斯滤波器  25-27
    2.4.2 椭圆滤波器  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 语音处理的DSP硬件系统  29-36
  3.1 TMS320C54x系列DSP概述  29-31
    3.1.1 TMS320C54x系列DSP硬件结构  29-31
    3.1.2 TMS320C54x系列DSP的片内外设  31
  3.2 TLV320AIC23的结构和功能  31-33
  3.3 DSP开发板上的硬件电路  33-35
    3.3.1 AIC23与C5402的接口  33-34
    3.3.2 AIC23与单片机STC89LE58RD的接口  34
    3.3.3 C5402与单片机STC89LE58RD的接口  34-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 语音编码的软件设计  36-60
  4.1 软件开发环境  36
  4.2 语音编码的整体设计  36-37
  4.3 DSP程序设计  37-54
    4.3.1 DSP初始化程序  38-43
    4.3.2 CVSD编解码程序设计  43-46
    4.3.3 滤波器程序设计  46-47
    4.3.4 多通道缓冲串口McBSP0的设置  47-50
    4.3.5 中断向量表文件及串口中断程序  50-52
    4.3.6 程序链接配置  52-54
  4.4 单片机程序设计  54-59
    4.4.1 DSP程序转换为单片机程序  54-55
    4.4.2 DSP通过单片机的自举引导  55-58
    4.4.3 单片机对AIC23的设置  58-59
  4.5 本章小结  59-60
第5章 CVSD算法的仿真及DSP实现  60-65
  5.1 CVSD算法的仿真  60-63
    5.1.1 对正弦输入信号的仿真  60-62
    5.1.2 对语音输入信号的仿真  62-63
  5.2 CVSD算法的硬件实现  63-64
  5.3 本章小结  64-65
第6章 基于DSP的数字对讲机系统方案  65-71
  6.1 基于DSP的数字对讲机系统结构  65-67
  6.2 数字对讲机的语音传输协议  67-70
  6.3 本章小结  70-71
结论和展望  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 无绳电话系统
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