基于DSP的数字静噪设计

发布时间：2021-04-19 21:58

随着无线通信技术的快速发展,通信设备周围的电磁环境也越来越复杂,噪声和干扰对通信设备的影响也是越来越大,因此,具有语音通信功能的无线通信电台对静噪技术的要求也是越来越高。本文在深入研究中频数字化处理技术、信噪比估计技术和语音特征提取技术的基础上,结合性价比较高的DSP芯片TMS320C6748,提出了一种基于DSP的数字静噪设计方法。本文的主要研究工作如下： (1)研究了静噪技术的背景及意义,对国内外静噪技术现状进行了分析、总结,并在载波和语音联合静噪方法的基础上,提出了一种基于信噪比和语音特征的静噪方法。 (2)研究了差分驱动芯片、A/D转换器、DSP、FPGA等主要芯片的使用方法,并在此基础上,结合本课题的研究目标,完成了数字静噪电路板的硬件电路设计。 (3)为了得到良好的语音信号质量,提出了一种AM中频数字化解调方法,并详细介绍了AGC、带通采样、抗混叠滤波器以及AM解调的DSP设计方法。 (4)为了区分中频信号质量的好坏,并区分不同的静噪等级,提出了一种基于信噪比的静噪设计方法。通过COSTAS锁相环设计,解决了提取的信噪比参数不准确的问题；通过滤波器变换设计,解决了载波频率偏移范围和滤波效果不能同时满足要求的问题；通过锁相环快速自恢复设计,解决了锁相环不能跟踪较大频率偏移的问题；通过调制度识别设计,解决了调制度变化时静噪门限难确定的问题；通过多次统计判决的方式,解决了信噪比静噪门不稳定的问题。 (5)为了区分语音和噪声,提出了一种基于语音特征的静噪设计方法。通过滑动窗口设计,解决了静噪处理延迟较大的问题；通过提取语音信号的自相关特征,解决了语音特征受噪声和干扰影响较大的问题；通过多次统计判决的方式,解决了语音特征静噪门不稳定的问题；通过计时关闭静噪门的设计,解决了语音停顿引起的耳机或喇叭发出“咔嚓咔嚓”刺耳声的问题。 (6)利用信噪比静噪和语音特征静噪分别得到的静噪门状态,通过联合判决的方式,得到终极静噪门的状态。从而,不但使得静噪功能的抗干扰和抗噪声性能更强,而且可以根据设备工作环境的不同,实时调节静噪等级,满足设备使用者的需要。 (7)提出了一套有效的、可行的试验方案,并采用该方案进行了试验。试验证明,采用本文介绍的设计方法能够达到课题研究目标的要求。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN912.3;TP368.1

文章目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外静噪技术现状

1.2.1 导频静噪

1.2.2 噪声静噪

1.2.3 载波检测静噪

1.2.4 亚音频编解码静噪

1.2.5 语音频谱静噪

1.2.6 载波和语音联合静噪

1.3 研究目标

1.4 主要内容与结构安排

2 基于DSP的数字静噪总体设计

2.1 硬件电路设计

2.1.1 差分驱动芯片

2.1.2 AD转换器

2.1.3 FPGA芯片

2.1.4 ARM芯片

2.1.5 DSP芯片

2.2 软件总体设计

3 AM中频数字化解调

3.1 AM中频数字化解调原理

3.2 指标分析论证

3.3 基于DSP的设计方法

3.3.1 AGC设计

3.3.2 带通采样设计

3.3.3 抗混叠滤波器设计

3.3.4 AM解调设计

4 基于信噪比的静噪设计

4.1 信噪比计算方法

4.2 锁相环设计

4.2.1 COSTAS锁相环工作过程

4.2.2 环路参数设计

4.3 基于DSP的设计方法

4.3.1 滤波器变换设计

4.3.2 锁相环快速自恢复设计

4.3.3 调制度识别设计

4.3.4 静噪判决设计

5 基于语音特征的静噪设计

5.1 语音信号的短时处理

5.1.1 语音信号的加窗处理

5.1.2 短时平均能量

5.1.3 短时平均幅度

5.1.4 短时平均过零率

5.1.5 短时自相关

5.2 语音特征的选择

5.3 基于DSP的设计方法

5.3.1 滑动窗口设计

5.3.2 静噪判决参数选取

5.3.3 静噪判决设计

6 试验与分析

6.1 试验目的

6.2 试验方案

6.3 试验方法与结果分析

6.3.1 中频信号幅度偏移试验

6.3.2 高信噪比下语音质量试验

6.3.3 低信噪比下语音质量试验

6.3.4 中心频率偏移试验

6.3.5 语音失真度试验

6.3.6 静噪等级试验

6.3.7 有无调制信号静噪试验

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间的获奖情况

【参考文献】