基于DM642的OFDM水声语音通信系统研究

摘要

水声语音通信一直是水声领域研究的热点问题。近年来,语音压缩算法不断更新速率不断下降,DSP技术发展迅猛,为水下语音通信的发展创造了良好的环境。但水声信道多途扩展严重,可用带宽十分有限,使得远距离可靠通信变的艰难。本文采用DM642多媒体处理芯片为核心,设计开发了一套水下实时双工语音通信系统。
　　混合激励线性预测(MELP)语音压缩算法,是在传统的线性预测编码(LPC)模型基础上发展起来的,融入了混合激励和多带的思想,新增了非周期脉冲、残差谐波处理、自适应谱增强以及脉冲整型滤波等特点。论文介绍了2.4kbps速率MELP算法编译码过程,并利用多帧联合处理以及矢量量化技术实现了1.2kbps速率的语音压缩。为适应水声信道的特点,采用正交频分复用(OFDM)多载波技术对信源进行调制,并加入了同步、信道估计、RS纠错码等相关技术。以DM642处理器和音频芯片AIC23为依托,辅以SDRAM、FLASH等一些外围电路,搭建了通信系统的硬件平台。在DSP上进行程序的移植和代码的优化,实现了实时双工语音通信。进行系统联调和水池试验,通过多组不同语音进行测试,在20米距离上恢复的语音,清晰连贯可分辨说话人,经验证系统性能稳定。

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第1章 绪论

1.1 论文背景和意义

1.2 水声语音通信系统构架

1.3 水声通信的发展历程及国内外研究现状

1.4 论文工作重点和结构安排

第2章 系统设计方案与关键技术

2.1 系统总体设计方案

2.2 MELP语音编码技术

2.3 OFDM水声通信技术

2.4 系统功能实现总体框图

2.5 本章小结

第3章 水下双工语音通信系统的设计与实现

3.1 系统设计原理概述

3.2硬件平台概述

3.3 系统软件设计与实现

3.4 双工通信的实现

3.5 本章小结

第4章 系统性能测试与分析

4.1 系统仿真实验

4.2 水池试验

4.3 试验结果分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢