无线窄带数传系统的研究与设计

发布时间：2017-08-23 03:21

  本文关键词：无线窄带数传系统的研究与设计

  更多相关文章： 无线数传 应急通信 窄带 语音 全双工

【摘要】：随着通讯技术的迅猛发展,无线数传通信的应用领域得以大幅度扩大。又由于近年来频发的自然灾害,致使常用的有线和无线通信设备在灾害中无法正常工作。此时,无线数传通信凭借无可比拟的应急通信能力受到人们的青睐。同时,无线通信技术的迅速发展,使得频谱资源变的相应紧张。无线通信应用中表现出的通信效果不稳定,传输距离较短等缺点也亟须克服。因此,迫切需要设计一套稳定、带宽窄、远距离传输的无线窄带数传系统来应对突发自然灾害。针对以上情况,本文研究设计了一套以TMS320F2809为主控芯片,包括codec模块TLV320AIC12K、vocoder模块AMBE-3000R、调制解调器模块CC115L和CC113L、功率放大器模块、电源模块等的无线窄带数传系统来实现数据和语音的全双工应急通信。此外,考虑到恶劣的现实环境,采取数据和语音的独立传输来尽可能减少数据量,提高传输的准确性。本文详细的阐述了无线窄带数传系统的设计思路及实现过程,包括系统整体方案的设计,软硬件的实现,系统的搭建和对测试结果的分析,主要研究设计工作如下:1、研究分析了无线窄带数传系统的功能需求,讨论并给出了基于DSP的无线窄带数传系统的整体性设计方案及可行性分析。2、利用PADS9.3和multisim12等工具,进行原理图的设计、部分模块的功能仿真和四层PCB板的绘制。添加外围的麦克风、扬声器、天线和电源等器件完成了系统硬件平台的搭建。3、利用CCS5.5等工具完成了底层驱动程序的编写,包括I2C、SPI及SCI等接口的驱动和各个功能模块的初始化配置及工作模式设定,数据和语音全双工传输调度的时分复用实现,全双工无线传输信道的频分复用实现。针对本文研究设计的无线窄带数传系统,搭建了测试平台,进行了语音和数据传输的带宽、误码率、丢包率及传输距离等的测试。相关测试结果达到了预期设计的远距离、窄带、全双工、数据和语音全双工传输的需求,为全双工无线窄带数传系统的发展提供了参考依据。
【关键词】：无线数传 应急通信 窄带 语音 全双工
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究工作的背景与意义11
• 1.2 无线数传系统的国内外研究历史与现状11-14
• 1.3 本文的主要内容与贡献创新14-15
• 1.4 本文的结构安排15-17
• 第二章 无线窄带数传系统的原理及设计方案17-30
• 2.1 codec模块结构及原理17-20
• 2.1.1 Σ-Δ技术17-19
• 2.1.2 过采样滤波技术19-20
• 2.1.3 codec模块量化指标20
• 2.2 语音压缩编解码技术20-25
• 2.2.1 线性预测编码技术21-22
• 2.2.2 MBE技术22-24
• 2.2.3 语音压缩编解码技术指标24-25
• 2.3 2FSK调制解调技术25-27
• 2.3.1 2FSK调制25-26
• 2.3.2 2FSK解调26
• 2.3.3 2FSK调制解调模块技术指标26-27
• 2.4 无线窄带数传系统总体设计方案27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 无线窄带数传系统的硬件实现30-44
• 3.1 主控DSP模块的实现30-31
• 3.1.1 TMS320F2809可行性分析30
• 3.1.2 TMS320F2809开发设计30-31
• 3.2 codec模块及前端PA的实现31-34
• 3.2.1 TLV320AIC12K的可行性分析32
• 3.2.2 TLV320AIC12K的开发设计32-34
• 3.2.3 音频功率放大器的实现34
• 3.3 vocoder模块的实现34-36
• 3.3.1 AMBE-3000R的可行性分析34-35
• 3.3.2 AMBE-3000R的开发设计35-36
• 3.4 MODEM模块及双工器的实现36-39
• 3.4.1 CC115L及CC113L的可行性分析37
• 3.4.2 CC115L及CC113L的开发设计37-38
• 3.4.3 双工器的设计实现及仿真38-39
• 3.5 总体硬件系统的搭建39-43
• 3.5.1 系统电源模块的实现39-41
• 3.5.2 总体硬件系统的实现41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 无线窄带数传系统的软件开发44-60
• 4.1 DSP软件开发44-45
• 4.2 数据传输协议45-49
• 4.2.1 音频传输的包协议45-46
• 4.2.2 数据传输的包协议46-47
• 4.2.3 codec模块的I2C和SMARTDM接口协议47-48
• 4.2.4 MODEM模块的SPI接口协议48-49
• 4.2.5 SCI接口协议49
• 4.3 各模块接口的驱动49-53
• 4.3.1 I2C接口驱动49-50
• 4.3.2 SPI接口驱动50-51
• 4.3.3 SCI接口驱动51-53
• 4.4 系统开发流程53-59
• 4.4.1 TLV320AIC12K开发53
• 4.4.2 AMBE-3000R开发53-55
• 4.4.3 MODEM开发55
• 4.4.4 TMS320F2809实现全双工音频及数据通信55-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 无线窄带数传系统的联调及性能测试60-71
• 5.1 系统电源及TLV320AIC12K模拟输入输出性能测试60-64
• 5.2 AMBE-3000R音频数据压缩率性能测试64-65
• 5.3 系统性能测试65-70
• 5.3.1 语音及数据的误码率和丢包率测试66-68
• 5.3.2 发射功率及通信距离测试68-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 全文总结与展望71-73
• 6.1 全文总结71
• 6.2 后续工作展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士学位期间取得的成果77-78

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本文编号：722698