基于DSP和EDA技术的数据中继卫星话音处理系统的实现

论文摘要

随着通信技术和计算机技术的发展,两大技术逐渐相互融合,计算机技术在通信领域中发挥着越来越重要的作用。 传统的卫星话音处理工作流程是将解调输出的PCM基群话音信号连接到录音机上,靠磁带记录各个话路时隙的话音信息。这种工作模式存在着录音设备需求量大、工作人员工作强度高、存储介质易老化的弊端。因此,我们制定了本课题的研究目标,即在卫星话音数据解调设备和计算机网络之间架设起“一座桥梁”,将多路基群话音信号进行数据压缩、码型转换等处理后,存储到磁盘阵列中,形成独立的数据文件,供网络工作站调听。由计算机网络替代录音机,既解决了旧有工作模式的弊端,又充分利用了现有的网络资源。 该篇论文以研制“数据中继卫星话音处理设备”为背景,阐述了相关理论和技术在卫星话音数据处理过程中的实际应用。 在系统设计上,主要应用了“DSP”和“EDA”两大技术。整体构架上采用模块化设计思想,按照各项功能划分设计单元,核心的数据处理功能通过对数字处理芯片的编程来完成,而逻辑电路以及其他外围电路则是利用了可编程逻辑器件来完成。这样一来,改变了以往大量使用分立元件搭建电路的设计方式,将大部分硬件设计的工作交由软件来完成,使得电路的设计、修改、调试方便快捷,体现了“硬件电路的软件化设计”思想。 论文着重阐述了话音信号处理系统的几个主要功能模块的设计与实现,其中包括了线路接口单元、话路同步单元、数据叠加单元、码型转换单元以及面板控制及话路调听单元的设计与实现。文中分析了系统实现的关键性技术,包括利用状态机实现帧定位信号保护、借鉴PCM二次群复接思想提高话音数据存储密度、优化二次编解码算法实现话音数据的线性叠加。 该系统自研制成功并投入使用以来,一直处于稳定的工作状态。其核心模块的功能具备可移植性,为研制开发同类设备提供了良好的理论储备和技术借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪言
• 1.1 论文研究背景及意义
• 1.2 数据中继卫星话音处理
• 1.2.1 基群信号话音数据的传输体制
• 1.2.2 话音数据压缩
• 1.2.3 研究现状
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 DSP和EDA技术简介
• 2.1 DSP技术
• 2.1.1 DSP概念及发展
• 2.1.2 DSP系统构成
• 2.1.3 DSP系统的设计流程
• 2.2 EDA技术
• 2.2.1 EDA概念及发展
• 2.2.2 硬件描述语言
• 2.2.3 EDA软件开发工具
• 2.3 系统主要器件选型
• 2.3.1 DSP芯片的选择
• 2.3.2 EDA芯片的选择
• 2.3.3 ADPCM编解码芯片的选择
• 第三章 系统设计与实现
• 3.1 系统概述
• 3.2 系统构成
• 3.2.1 线路接口单元
• 3.2.2 话路同步单元
• 3.2.3 数据叠加单元
• 3.2.4 码型转换单元
• 3.2.5 对路合并单元
• 3.2.6 面板控制及话路调听单元
• 3.3 系统数据处理流程
• 3.4 调试中遇到的问题及解决方案
• 3.5 系统特点
• 第四章 系统关键技术分析
• 4.1 帧定位信号保护
• 4.1.1 有限状态机的工作原理
• 4.1.2 帧定位信号保护的FSM描述
• 4.1.3 帧定位信号保护的实现
• 4.2 话音数据存储密度的提高
• 4.2.1 异源话路的同步
• 4.2.2 话路时隙排队算法
• 4.3 话音数据叠加算法
• 4.3.1 二次编解码算法
• 4.3.2 非线性码一线性码转换算法的比较
• 4.3.3 线性叠加算法分析
• 4.3.4 利用符号信息实现溢出检测
• 第五章 总结及展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 课题的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间完成的科研项目及发表的主要学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表