宽带综合数据光同步网用户节点的语音和视频接口的研究与设计

论文摘要

能够按不同目的的要求实时、准确、可靠、有效地（有QOS保证）传输各类数据信号是人们不断追求的目标,为此,人们提出了下一代（NGN）网络的概念。一种新型网络--宽带综合数据光同步网（WIDOSNet）,技术上它基于同步数字体系（SDH）、光纤通信、可编程片上系统（SOPC）等技术,采用高速可编程片上系统组成的多处理器信息处理系统使系统拥有足够的信息处理能力,另外采用全新的动态数据流量调整的概念。宽带综合数据光同步网主要由网络集中器部分和用户节点部分组成。本课题主要完成用户节点语音通信系统部分的基本功能的研究与设计。结合网络的特点,提出了用户节点的语音通信系统结构,分析了应用于此网络结构和语音通信系统结构的通信协议,并且制作了硬件电路应用此协议,验证了网络结构和语音通信协议的可行性。本网络的用户节点语音通信系统从硬件结构上可以分为插在节点主板上的语音通信子板和应用于用户终端的语音通信设备。语音子板部分采用SOPC技术,在FPGA上嵌入了32处理器NIOS II,在此基础上应用IP Core技术和嵌入式软件编程进行通信协议的实现。由于本网络的创新性,为了便于测试和灵活应用,用户终端的语音通信设备采用自主设计数字话机,它主要采用AVR单片机和CPLD技术方案实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外发展概况及趋势
• 1.3 宽带综合数据光同步网简介
• 1.3.1 宽带综合数据光同步网概述
• 1.3.2 宽带综合数据光同步网的组成
• 1.4 本文研究内容及论文结构
• 1.4.1 本文研究及完成的主要内容
• 1.4.2 论文结构
• 第2章 网络用户节点的结构和作用
• 2.1 宽带综合数据光同步网的帧结构
• 2.2 宽带综合数据光同步网用户节点的功能
• 2.3 节点系统的结构
• 第3章 用户节点语音通信协议设计及视频接口分析
• 3.1 语音通信系统结构
• 3.2 信令结构及通话的建立过程
• 3.2.1 信令结构
• 3.2.2 信令种类
• 3.2.3 通话的建立过程及信令的发布
• 3.3 数字话机模块通信协议设计
• 3.3.1 数字电话基本功能
• 3.3.2 节点的语音子板基本功能
• 3.3.3 数字话机模块通信协议
• 3.4 用户节点视频接口的分析
• 第4章 用户节点语音接口子板模块的设计
• 4.1 用户节点语音接口子板模块的总体结构
• 4.1.1 PCI 物理接口
• 4.1.2 Avalon 总线技术
• 4.1.3 FPGA/CPLD 的概述
• 4.1.4 NIOS II 处理器
• 4.1.5 分接和复接
• 4.2 用户节点语音接口子板模块的硬件设计
• 4.2.1 电路的器件选用和简介
• 4.2.2 电路各部分功能模块原理图及介绍
• 4.3 语音分接和复接功能模块的IP 设计
• 4.3.1 语音分接和复接功能模块的IP 核硬件设计
• 4.3.2 语音分接和复接功能模块的驱动设计
• 4.4 用户节点语音接口子板模块NIOS II 嵌入式系统的硬件设计
• 4.5 用户节点语音接口子板模块NIOS II 嵌入式系统的软件设计
• 4.5.1 NIOS II 嵌入式系统的测试与调试
• 4.5.2 用户节点语音接口子板模块程序设计
• 第5章 数字电话模块的设计
• 5.1 数字电话模块的总体功能设计
• 5.2 单片机部分设计
• 5.2.1 总体功能设计
• 5.2.2 开发工具介绍
• 5.3 单片机核心板硬件设计
• 5.3.1 主要器件
• 5.3.2 电路设计
• 5.4 单片机C 控制程序设计
• 5.4.1 单片机与CPLD 通信设计
• 5.4.2 主程序设计
• 5.5 CPLD 扩展板设计
• 5.5.1 主要器件：MAX II
• 5.5.2 CPLD 扩展板硬件设计
• 5.5.3 CPLD 的VHDL 程序设计及逻辑设计
• 第6章 用户节点视频接口研究
• 6.1 网络数字视频通信发展状况
• 6.2 WIDOSNet 在网络视频监控上的应用
• 6.3 WIDOSNet 节点视频接口数据格式
• 6.4 基于NIOS II 的节点视频接口设计方案
• 第7章 测试实验
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文及所取得的研究成果
• 致谢
• 详细摘要