数字对讲机语音处理方案的研究及DSP实现

摘要

在数字集群系统的话音业务中，要求话音能够有比较好的质量，编解码的复杂度适中，对于外部干扰和背景噪声的抗干扰能力强，编解码的芯片尽可能地具备高性价比，并且功耗低。 连续可变斜率增量调制(Continuously Variable Slope Delta Modulation，CVSD)是一种在卫星通信、移动通信、军事通信等信道噪声比较大的专用网中应用非常广泛的语音信号的波形编码方式。国际电信联盟ITU制定了16kps和32kbps两种速率的CVSD统一标准。 本文对现有的数字对讲机上语音专用处理芯片采用的CVSD语音编码算法进行了研究和论证，通过计算机的仿真，证实CVSD编码能很好地还原语音信号。此外，还针对CVSD编码的特点，通过软件编写滤波器，对CVSD编解码数据进行滤波和去噪，使得语音信号更平滑，提高了话音的质量。 同时考虑到语音专用处理芯片在算法改动以及价格等方面的局限性，将CVSD算法从专用芯片中移植出来，在DSP平台上实现。通过人耳的主观判断，证实在数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)平台上经过CVSD算法处理之后的语音信号同样能保持良好的质量和效果，符合实际的通话需求。以上工作为数字对讲机的语音处理提供了扩展的可能。论文最后基于CVSD算法和DSP提出了改进之后的数字对讲机的系统结构方案，并讨论了该系统可使用的语音传输协议的方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1 课题研究的背景及目的

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要研究内容

第2章 语音编码的基本理论

2.1 语音编码概述

2.2 语音信号的波形编码

2.2.1 PCM的基本原理

2.2.2 ADPCM的基本原理

2.2.3 △ M及ADM的基本原理

2.3 CVSD编码

2.3.1 CVSD编码原理

2.3.2 CVSD与其他编码方式的比较

2.4 语音信号处理中的滤波器

2.4.1巴特沃斯滤波器

2.4.2椭圆滤波器

2.5 本章小结

第3章 语音处理的DSP硬件系统

3.1 TMS320C54x系列DSP概述

3.1.1 TMS320C54x系列DSP硬件结构

3.1.2 TMS320C54x系列DSP的片内外设

3.2 TLV320AIC23的结构和功能

3.3 DSP开发板上的硬件电路

3.3.1 AIC23与C5402的接口

3.3.2 AIC23与单片机STC89LE58RD的接口

3.3.3 C5402与单片机STC89LE58RD的接口

3.3.4DSP外部存储器的扩展

3.4 本章小结

第4章 语音编码的软件设计

4.1 软件开发环境

4.2 语音编码的整体设计

4.3 DSP程序设计

4.3.1 DSP初始化程序

4.3.2 CVSD编解码程序设计

4.3.3滤波器程序设计

4.3.4多通道缓冲串口McBSP0的设置

4.3.5 中断向量表文件及串口中断程序

4.3.6程序链接配置

4.4 单片机程序设计

4.4.1 DSP程序转换为单片机程序

4.4.2 DSP通过单片机的自举引导

4.4.3单片机对AIC23的设置

4.5 本章小结

第5章 CVSD算法的仿真及DSP实现

5.1 CVSD算法的仿真

5.1.1 对正弦输入信号的仿真

5.1.2对语音输入信号的仿真

5.2 CVSD算法的硬件实现

5.3 本章小结

第6章 基于DSP的数字对讲机系统方案

6.1 基于DSP的数字对讲机系统结构

6.2 数字对讲机的语音传输协议

6.3 本章小结

结论和展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文