数字对讲机总体设计

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1、“数字语音加密对讲机关键技术”总体设计文件号：2001szdjj-1031.设计目标、内容、功能要求、技术指标和设计要求1.1设计目标1)自主开发“数字语音加密对讲机关键技术”的软件声码器；2)自主开发基于TMS320C54xx的“数字语音加密对讲机关键技术”的硬件表达板。软件声码器的工作原理见图1，通过人机界面可对声码器进行控制，声码器根据控制命令工作，压缩时，声码器打开输入声音文件，对它进行压缩编码，加密，信道编码（可选），转换成新文件存储；解压缩时，声码器打开已压缩的文件，对它进行信道解码（可选），解密，解压缩，还原为声音文件，并进行存储。图1.

2、“数字语音加密对讲机关键技术”软件声码器工作原理硬件表达板的工作原理如图2所示，当系统工作在发送模式时，处理器通过串口1从A/D转换器1采样语音信号，对其进行压缩，信道编码，加密，基带调制，通过处理器的串口2将信号传给D/A转换器2，最后进行中频调制；当系统工作在接收模式时，处理器通过串口2从A/D转换器2采样基带信号，对其进行基带解调，解密，信道解码，语音解压缩，最后通过处理器的串口1将信号传给D/A转换器1，通过扬声器发出声音。此外，还有一个主处理器对加密口令的设置、输入、鉴别、表达板工作模式、状态显示等进行控制。1.2设计内容⑴.“数字语音加密对

3、讲机关键技术”的软件声码器，其功能包括：·语音信源的压缩和解压缩编码；（IMBE压缩方法）·信道编码和解码；（格雷码和汉明码）·加密和解密；（DES算法）·软件声码器界面。Page13of13“数字语音加密对讲机关键技术”总体设计文件号：2001szdjj-103⑵.“数字语音加密对讲机关键技术”硬件表达板，表达板包括以下功能：·语音信源的压缩解压缩；（IMBE压缩方法，用DSP编程实现）·信道编码和解码；（格雷码和汉明码，用DSP编程实现）·基带调制与解调；（4电平FM调制解调方式，用DSP编程实现）·加密和解密；（DES算法，用DSP编程实现）·1

4、0.7MHz中频调制和中频解调（硬件实现）。图2.“数字语音加密对讲机关键技术”硬件表达板原理框图1.3功能要求·软件声码器界面：要求有打开文件、压缩控制、解压缩控制、加密口令输入与解释、文件信息声明等功能；·硬件表达板控制部分:要求有加密口令输入与解释、信号传输方向选择、液晶显示各种状态信息等功能。1.4技术指标和设计要求o工作方式：单工，开环；o耗电量：小于1A；o中频：10.7MHz中频频率，50W阻抗；o带宽：12.5kHz；o波特率：小于9600bps；o系统设计：符合APCO25技术标准；o语音压缩解压缩算法：采用符合APCO102.BAB

5、A协议的IMBE算法；o信道编解码算法：采用符合APCO102.BABA协议的格雷码和汉明码算法；o语音加密解密算法：采用符合APCO102.AAAA协议的DES算法；o调制解调采用4电平调频，暂不考虑信道畸变，不做信道均衡，符合APCOTSB102.CAAA和APCOTSB102.CAAB协议。Page13of13“数字语音加密对讲机关键技术”总体设计文件号：2001szdjj-1032.系统描述我们的系统基本是按照APCOProject25协议设计的，APCOProject25系统是一个应用非常广泛，接口非常灵活，功能非常强大的系统。它除了自身的对

6、讲功能之外，还可以和公用电话网、计算机网直接接口，遵循TCP/IP、X.25等多种协议。鉴于我们的系统仅仅是这个庞大系统的冰山一角，因此我们仅对手持机系统（且不包括信令模块、射频模块）进行详细的描述。对讲机系统的功能图如图3所示，它由发射器、接收器、控制面板、协调设备和混合器组成。图3.对讲机系统的功能图发射器将语音信号转换成中频信号，接收器将中频信号转换成语音信号。控制面板是为终端用户进行操作而设立的，它支持一个键盘、一个显示器、一个麦克风、一个扬声器。当然，在我们的方案中，它的功能很少，远远赶不上实际对讲机中的功能。在详细设计中我们会看到它的具体内

7、容。协调器则是对发送器和接收器进行同步。2.1发射器发射器将完成把语音信号转换成中频信号的任务，它将128kbps的脉码调制（PCM）数据转换成低码率、具有多种控制信息、具有误差校验码的数据，并对这些数据流进行调制、放大和发送。协调器来传达对系统的控制信息。2.1.1模拟前端装置图4.发射器模拟前端装置功能框图Page13of13“数字语音加密对讲机关键技术”总体设计文件号：2001szdjj-103首先，发射器包括模拟前端装置。它的功能框图如图4所示。来自于麦克风的语音信号要经过放大器，把信号放大成可处理的幅度；抗混叠低通滤波器，其带宽为采样率的一半

8、，以防止频谱混叠；采样率为8kHz/s的采样器和数/模（A/D）转换器，产生的数据流。本方案中