无中心数字对讲机通信协议的设计与实现

论文摘要

对讲机作为短距离通信和移动调度指挥的重要工具,在社会各个行业都有广泛的应用。由于其经常担负着在紧急和突发状态下的通信任务,所以人们对对讲机的性能要求较高。但是相比国外,国内的对讲机技术发展比较落后。除了在需要基站支持的集群对讲机中采用了数字控制信号以外,常规无中心对讲机领域还基本停留在模拟通信技术水平。为了改善现状,提高我国对讲机行业的整体水平,国家无线电管理局于2007年下半年制定了数字对讲机的相关技术指标,大力推进我国无中心数字对讲机的发展。本课题正是在这样的大环境下产生,目的在于通过对该通信协议的研究与设计,提出一种性能良好、功能完善,可适用于不同需求的无中心数字对讲机通信协议。使其符合实际产品的开发要求并为今后无中心数字对讲机通信协议的改进和升级提供参考与指导。本文首先对无中心通信系统的原理与技术特点进行了分析,说明了其在短距离通信中的优势并且通过对数字和模拟通信技术的比较,阐明了数字对讲机在性能和功能上的优越性。其次,本文对无中心数字对讲机通信协议的设计原则和方法、步骤进行了阐述,并且制定了协议的整体结构和工作流程,为随后的协议详细设计提供了指导作用。随后,论文对通信协议的核心模块进行了详细设计。其中包括对数据链路层各种帧的结构和功能的设定以及通信信令的格式和取值的说明。此外,还对信道编解码的过程和相应函数的选择进行了阐述。最后,本文根据所设计的通信协议,介绍了以软件工程思想为指导的协议软件的开发方法和主要模块的设计理念,并通过测试对协议软件的功能性和完整性进行了验证。本文所设计的通信协议实现了无中心数字对讲机的语音通信功能并对分组数据传输功能的实现保留了相应的接口,可在今后根据业务需要对系统进行功能上的扩展。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 数字对讲机的发展现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 本文的组织结构
• 2 无中心数字对讲机的技术特点
• 2.1 系统结构
• 2.2 无中心通信系统介绍
• 2.2.1 无中心通信系统的发展历程
• 2.2.2 无中心通信系统的网络结构
• 2.2.3 无中心组网技术特点
• 2.3 模拟与数字通信模式比较
• 2.3.1 模拟对讲机系统
• 2.3.2 数字对讲机系统
• 3 无中心数字对讲机通信协议的体系结构
• 3.1 协议设计的原则与方法
• 3.1.1 协议设计的主要原则
• 3.1.2 协议设计的方法与步骤
• 3.2 协议的结构
• 3.2.1 通信协议的分层思想
• 3.2.2 本通信协议的结构
• 3.3 协议的工作流程
• 4 协议核心模块的设计
• 4.1 数据链路层帧结构的设计
• 4.1.1 业务帧的设计
• 4.1.2 头帧的设计
• 4.1.3 尾帧的设计
• 4.2 信令格式
• 4.2.1 呼叫唤醒
• 4.2.2 呼叫请求
• 4.2.3 话音通信
• 4.2.4 通话结束
• 4.2.5 ACK帧格式
• 4.3 信道编解码
• 4.3.1 主要算法介绍
• 4.3.2 业务帧编解码
• 4.3.3 头帧编解码
• 4.3.4 尾帧编解码
• 5 协议软件的实现与测试
• 5.1 协议软件的实现
• 5.1.1 软件工程思想的应用
• 5.1.2 协议软件的实现方法
• 5.2 协议软件的模块设计
• 5.3 协议软件的测试分析
• 6 结束语
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集