摘  要

 

上世纪90年代欧美率先提出各种无线数字集群通信系统标准。我国国内通信生产制造商也紧跟着自主研发出GOTA、GT800等通信系统。2016年后中国市场全面禁止使用模拟对讲机，宣告我国正式进入数字对讲机时代。数字对讲机将模拟的语音信号进行数字化，并使用相应的音频编解码算法将数据量进行压缩后通过射频天线将数字信号发出，接收端再将数字信号解码还原。模拟信号数字化后意味着能对信号进行加密处理，提高了通讯的保密性，同时还具有无差错传输距离长等模拟信号无法比拟的优势。

本文就无线数字集群通信系统进行了探索和实践，设计了一套以CVSD音频编解码算法为核心的基于STM32单片机的无线数字对讲系统。整套系统用CVSD音频编解码芯片CMX639对语音信号进行编解码，通过nRF24L01P射频模块进行数字信号的收发。实践表明，本文设计的这套系统可以实现可视距离1.7km内清晰对话，通信延时小于713ms，语音编码速率16kbps，所有指标符合预期。

 

关键词：连续可变斜率增量调制算法，D类功率放大器，单片微型计算机，无线射频

目  录

 

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 1

1.3 数字集群通信系统的发展趋势 1

1.4 论文研究的主要内容 2

第二章 无线数字对讲系统的方案设计 3

2.1 关键环节 3

2.1.1 音频编解码算法 3

2.1.2 无线射频技术 4

2.1.3 功率放大器 4

2.1.4 话音传感器 5

2.2 信号流 5

第三章 无线数字对讲系统的硬件设计 7

3.1 硬件框图 7

3.2 话音信号采集模块 7

3.3 话音信号调理模块 8

3.4 话音信号编解码模块 9

3.5 系统主控板 10

3.6 无线射频收发模块 11

3.7 话音信号功率放大模块 11

3.8 扬声器模块 12

第四章 无线数字对讲系统的软件设计 13

4.1 总体软件设计 13

4.2 话音信号编解码模块软件驱动设计 13

4.3 无线射频模块软件驱动设计 14

第五章 测试及结果分析 16

5.1 通信距离测试 16

5.1 通信延时测试 16

5.1 语音速率测试 16

第六章 结论和展望 17

6.1 总结 17

6.2 展望 17

参考文献 18

致  谢 19