基于iCore的水下短指令集语音通信系统

【摘要】随着科技文明的高速发展,人类对生存环境的探索和开发也逐步加强。越来越多的人们意识到占地球面积71%的海洋必将在未来扮演着举足轻重的角色。然而受先天条件限制,人类是无法在水下直接语音通话的,只能靠手势进行简单的交流沟通。为此,本文设计了一套水下短指令集语音通信系统,用以辅助潜水员水下相互通信,具有较高的实用价值。为提高本系统抗干扰抗衰弱的能力,本文采用跳频扩频技术,结合现代数字水声通信系统中常用的多进制频移键控(MFSK)技术作为系统设计方案。在系统发射帧结构同步设计中,提出了一种可以实现实时谱分析的Goertzel算法对系统唤醒信号进行快速捕获；同时采用Chirp信号作为帧同步,利用去斜率处理方法对同步误差进行纠正。使用STM32的DSP库完成了数据的FFT谱分析解调。论文的主要工作是在论证了系统相关关键通信技术的基础上,设计完成了一套iCore水下短指令集语音通信系统,通过语音辅助实现指令文本在水下的可靠传输。论文对每个功能模块的设计流程和具体实现方案做了详细的介绍,在集成了主控制芯片STM32和协处理器FPGA的iCore平台上完成了水声短指令集传输系统主体部分的硬件实现。整合LD3320语音识别与合成模块、放大电路、滤波电路、自动增益控制电路,通过合理的方案设计,达到系统小型化、实用化的目标。论文的最后,分别通过加噪衰减环境、水池多径环境和实际海洋环境的实验,验证了所设计的通信系统在低信噪比和强多径条件下能够实现稳定的水下信息传输。
【作者】洪俊峰；
【导师】程恩；袁飞；
【作者基本信息】厦门大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】水声通信；跳频；iCore平台；

【参考文献】
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