论文摘要
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。但应用于陆地上的通信技术并不能够完全应用于水声通信领域,这主要是由于水声信道具有有限的通信带宽及其时变、空变等特性,因此需要采用一种适用于水声信道的通信方式进行语音通信。具有抗多途干扰、抗频率选择性衰落、频谱利用率高等特点的正交频分复用技术是很好的选择。此外,由于在水声信道中可利用的工作频率较低,信道带宽较窄,因此必须对语音信息进行大幅度压缩来降低传输所需的比特率,本论文对语音低速率编码技术进行简要介绍,利用集成模块对原始语音进行压缩,并采用带宽利用率较高的QDPSK相位调制技术对压缩语音进行传输,同时结合OFDM技术来有效地克服多途时延以及信道的频率选择性衰落,利用交织技术和信道编码技术进一步保证系统的低误码率。本论文以整个系统的硬、软件设计为主要研究对象,设计了一套基于OFDM的半双工、低功耗、便携式的水声语音通信系统。硬件设计上主要对模拟部分和基于TMS320VC5509A的数字处理器平台两部分进行了介绍,给出系统的硬件总体框图,并全面、具体的阐述了本系统涉及到的硬件电路设计与逻辑接口问题;软件设计上采用了适合水声信道的正交频分复用技术,完成了正交频分复用技术在DSP数字处理平台上的C语言实现,并着重介绍了软件的工作流程。最后,在Matlab/Simulink环境下对系统进行了仿真,并通过联调实验进一步验证了水声语音通信系统的可行性。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 论文研究背景和意义1.2 水声语音通信系统介绍1.2.1 水声信道的特点1.2.2 水声语音通信系统的发展历程1.3 国内外研究现状1.4 论文的主要研究内容第2章 水声语音通信系统中的关键技术分析2.1 语音的低速率编码技术2.2 差错控制编码技术2.2.1 分组码与卷积码2.2.2 复合编码2.3 数字调制技术2.4 OFDM调制技术2.5 本章小结第3章 水声语音通信系统的硬件设计3.1 系统实现方案3.2 模拟部分3.2.1 语音输入输出接口电路3.2.2 前置放大电路的设计3.2.3 带通滤波电路的设计3.2.4 后置放大电路的设计3.3 基于 TMS320VC5509A的数字处理器平台3.3.1 TMS320VC5509A简介3.3.2 数字电源设计3.3.3 语音信号协处理器电路设计3.3.4 高采样率CODEC电路设计3.3.5 EEPROM接口设计3.4 本章小结第4章 水声语音通信系统的软件设计4.1 VC5509A的自举引导4.1.1 概述4.1.2 引导模式选择4.1.3 SPI EEPROM串行引导模式4.1.4 引导表的建立4.2 系统主控程序流程4.3 发射部分4.3.1 系统发射流程4.3.2 帧结构4.3.3 OFDM的调制4.4 接收部分4.4.1 系统接收流程4.4.2 同步检测4.5 本章小结第5章 系统仿真与联调实验5.1 系统仿真5.1.1 Matlab/Simulink简介5.1.2 仿真结果分析5.2 系统电联调实验5.3 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢
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