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水下数字语音通信系统的硬件设计与实现研究

陈杰  
【摘要】: 目前,数字语音技术已广泛应用于许多通信领域,但是在水下利用声波进行数字语音通信却是刚刚起步的新技术,这主要是由于水声信道有限的通信带宽及其时变、空变等特性所决定的。随着现代军事的发展和人类利用和开发海洋步伐的加快,水下数字语音通信技术的研究将越来越受到人们的重视。本论文对水下数字语音通信系统的设计和实现进行了研究,开发了一套水下数字语音通信系统,该系统实时的实现水下数字语音的高速传输,并能完成高质量的语音通信。 在水声信道中,由于水介质的吸收使得可利用的工作频率较低,信道带宽较窄,因而通信速率也较低。要想在水中进行数字语音通信就必须对语音信息进行大幅度压缩,降低传输所需的比特率。本论文对数字语音压缩算法进行研究,采用符合ITU标准的G.723.1的语音压缩编解码算法对原始语音进行编码,并采用带宽利用率较高的相位调制技术对压缩语音进行传输,同时结合自适应均衡等技术来有效地克服信道多途传播产生的码间干扰。 本论文以整个系统的硬件设计为主要研究对象,在综述水下语音通信系统的基础上,首先分析了水下数字语音通信中的几项关键技术,论证其可行性,并由此提出了整个系统的实现方案。在此基础上,给出系统的硬件实现框图,逐步细化各个分系统及分系统内部结构的设计问题,确定以DSP为系统的核心处理部件,全面、具体的阐述了本系统涉及到的硬件电路设计问题。最后,详细讨论了系统的软件设计工作并就设计过程中出现的问题进行了分析。


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