多中心应急通信系统关键技术研究

摘要

铁路应急通信系统走过了30多年的发展道路，为铁路抢险指挥提供了有效保障。高速铁路和客运专线建设的不断提速，铁路改革的不断深入，对铁路应急通信提出了新的要求。现有单一应急指挥中心与应急现场的应用模式已不能满足铁路应急事件抢险的需求，急需升级为多中心应急指挥系统。作者承担的铁路总公司、若干铁路局调度指挥中心通信工程设计中，都有升级改造现有应急通信系统的需求。通过对铁路应急通信系统新需求和升级方案的研究得知，实现多中心通信功能的技术难题是声音信号的混音，实现混音有两个关键技术----重采样算法和混音算法。
　　本文首先对音频信号处理、传输、交换过程中的几个关键概念和技术进行了简单的介绍，如声波、混音、VoIP、软交换、SIP协议、RTP协议等。其次，通过对音频信号数字化过程的分析和计算机中音频信号WAVE格式的分析，提出了音频重采样的线性算法、多项式算法，分析了两种算法的优缺点，确定了参数选择，通过计算机编程实现了多项式重采样算法并对结果进行了验证。再次，对常用的微软DirectSound环境进行了详细的分析，找出了其在铁路应急通信系统中难以使用的原因。根据DirectSound的设计思路研究了新的混音算法，对线性混音、限幅混音、平均混音和权重混音算法进行了效果分析、模拟试验，确定了权重混音作为推荐算法，通过编程实现权重混音算法并在实验环境下进行了验证。最后，介绍了多中心应急通信系统的设计过程，对混音处理模式进行了方案比选，确定了系统总体架构，具体研究了多中心铁路应急系统实现的内容并进行了模拟测试，达到了研究的预期目的，为实现多中心多用户通话组的混音功能提供了理论和技术支持。

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第一章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.2应急通信系统应用现状

1.3课题来源

1.4主要内容及章节安排

第二章 音频处理关键技术

2.1混音的基本原理

2.2 VoIP

2.3软交换技术

2.4 SIP框架协议

2.5 RTP协议

第三章 音频重采样技术研究

3.1音频信号数字化

3.2 Wave格式解析

3.3重采样算法的设计

3.4重采样算法验证

3.5本章小结

第四章 混音算法的研究

4.1 DirectSound混音分析

4.2混音算法的设计

4.3混音算法的验证

4.4本章小结

第五章 多中心应急通信系统设计

5.1混音处理模式的选择

5.2总体架构设计

5.3系统实现

5.4模拟测试

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2展望

参考文献

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