实时语音雷达同步记录仪的设计与实现

论文摘要

记录仪是一种广泛应用于民用航空、军用航空、公路铁路调度、航海指挥调度、公安指挥中心、电力调度等领域的语音雷达数据记录设备。随着国民经济的发展,空中交通管制、公路铁路调度等领域出现了数据量快速增大、指挥调度迅速、应急处理迅捷的需求。语音雷达记录仪要求在记录语音和雷达数据时必须严格时间同步,即使在数据流量高峰也不允许丢失数据,因此具有典型的实时系统特点。传统的记录仪基于分时操作系统环境,在通道数多、数据量大的情况下逐渐不能满足各领域的实时性需求;并且其传统的结构化设计方法,导致一旦软件的需求有变化或是系统改良,软件的维护就变得困难。考虑到实时系统从理论到应用日趋成熟,结合记录仪应用领域的新需求,本文将实时概念引入记录仪,阐述了基于QNX 操作系统的实时语音雷达同步记录仪系统的分析、设计与实现。本文以实时语音雷达同步记录仪系统为实例,探讨了实时系统的设计和实现方法。实时语音雷达同步记录仪系统基于实时操作系统QNX,采用实时结构化分析方法SART 进行系统分析、设计,采用单调速率分析法RMA 对系统实时可调度性进行分析,使系统在多通道情况下具有更高的实时性和可靠性,便于实现复杂的程序功能,并且增强了软件的维护性和技术衔接性。内容安排如下: 首先对记录仪的应用领域进行总体介绍,提出论文的研究背景、目的、意义,介绍了作者在系统开发中承担的工作。接下来对实时系统及相关概念、实时记录仪系统开发环境和工具进行了介绍,并给出了系统总体设计方案及系统关键技术描述。论文的主体部分对系统关键技术的分析和实现予以详细描述。其中第三章系统地分析了当前各种实时调度算法的优缺点,采用适合本文实例的RMA 方法中的单事件利用率边界分析算法对实时记录仪系统进行实时可调度性分析,

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 记录仪应用领域现状
• 1.2 选题背景
• 1.3 作者的主要工作
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 实时记录仪系统总体设计
• 2.1 实时系统及相关概念
• 2.2 软件开发环境和工具介绍
• 2.3 系统总体设计
• 2.3.1 系统设计原则
• 2.3.2 系统设计目标
• 2.3.3 系统总体结构
• 2.4 关键技术
• 2.4.1 系统实时可调度性分析
• 2.4.2 语音编码技术
• 2.4.3 雷达数据处理技术
• 2.4.2 语音卡驱动程序开发
• 2.4.3 数据存储方案
• 第3章 实时记录仪实时可调度性分析
• 3.1 实时调度理论研究
• 3.1.1 实时任务调度概念
• 3.1.2 实时调度算法探讨
• 3.1.3 截止时间单调调度研究
• 3.2 实时记录仪实时可调度性分析
• 3.2.1 实时调度分析方法选择
• 3.2.2 系统实时任务的可调度性分析
• 第4章 语音编码的研究与设计
• 4.1 语音编码概述
• 4.1.1 波形编码方法讨论
• 4.1.2 分析合成编码方法讨论
• 4.1.3 混合型编码方法讨论
• 4.2 ADPCM 算法原理及软件解码
• 4.2.1 ADPCM 编码算法
• 4.2.2 ADPCM 解码算法
• 4.2.3 ADPCM 软件解码
• 4.3 GSM 13KB/S RPE-LTP 算法原理及软件解码
• 4.3.1 编码器原理
• 4.3.2 解码器原理
• 4.3.3 GSM 13kb/s RPE-LTP 软件解码
• 4.3.4 GSM 13kb/s RPE-LTP 的性能
• 第5章 实时记录仪系统测试结果
• 5.1 测试环境
• 5.2 测试结果
• 结束语
• 论文工作总结
• 问题与展望
• 致谢
• 科研及发表论文情况
• 参考文献
• 声明