基于IEEE802.15.4/ZigBee的語音通信技術(shù)研究與實現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:短距離無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及其應(yīng)用,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《上海交通大學(xué)》 2008年
基于IEEE802.15.4/ZigBee的語音通信技術(shù)研究與實現(xiàn)
敬朝暉
【摘要】: ZigBee技術(shù)是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其主要特性包括:具有多跳傳送(multi-hop relay)機制、網(wǎng)絡(luò)擴展性能好、布設(shè)容易以及具有自組織與自修復(fù)能力。傳統(tǒng)上ZigBee主要應(yīng)用于家庭自動化、工業(yè)自動化、庫存管理、產(chǎn)品質(zhì)量控制、無線傳感監(jiān)測、定位及消防安全等領(lǐng)域,其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為非即時數(shù)據(jù)。無線語音通信則屬于即時數(shù)據(jù)傳輸,雖然實現(xiàn)無線語音通信不是ZigBee標(biāo)準(zhǔn)最初的目標(biāo),但在許多領(lǐng)域中如果沒有語音通信功能,將使其應(yīng)用受到很大的局限;另一方面,在有緊急需求和布置不易環(huán)境下(如礦井井下救援、消防搶救),ZigBee具有其他通信技術(shù)難以替代的優(yōu)勢,如能利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向語音傳輸則具有非常大的實用價值;同時,在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中,聲音也是一種傳感量,傳輸采樣的聲音數(shù)據(jù)正是聲音傳感應(yīng)用的基本要求,所以本論文針對IEEE802.15.4/ZigBee的應(yīng)用環(huán)境,提出實現(xiàn)語音通信的研究課題。 本課題設(shè)計了基于CC2430芯片的Zigbee硬件模塊,經(jīng)過測試,在空曠環(huán)境下的視距傳輸距離達(dá)到30米;在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于IEEE802.15.4的語音通信系統(tǒng)方案,開發(fā)了硬件試驗平臺,用以研究短距離的無線語音通信技術(shù)。語音通信方案充分利用CC2430 SoC的性能特點,使用芯片內(nèi)部的ADC和PWM完成語音采樣及回放,無需外部的語音編解碼器件且使用的外圍器件很少。為適應(yīng)250Kb/s的無線傳輸速率同時保證語音質(zhì)量,使用CC2430片內(nèi)的8051內(nèi)核單片機實現(xiàn)了ADPCM壓縮算法,優(yōu)化后的ADPCM算法編、解碼時間分別為20us和18us,語音速率降低到32Kb/s。減少了帶寬占用,并可提高抗干擾能力。經(jīng)過測試驗證,在室內(nèi)無遮蔽條件下,系統(tǒng)可以很好地實現(xiàn)實時語音無線傳輸,發(fā)射功率小于0 dBm,語音延時小于25ms,傳輸距離達(dá)到15米,音質(zhì)MOS測試分達(dá)到3分以上。該方案硬件簡單,成本低廉,功耗很低,可應(yīng)用于礦井井下生產(chǎn)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、消防、安全監(jiān)控領(lǐng)域,拓展了IEEE802.15.4應(yīng)用范圍。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號】:TN912.3
【目錄】:
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本文關(guān)鍵詞:短距離無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及其應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:145014
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