集群电台接口板的设计与实现.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目集群电台接口板的设计与实现专业学位类别工程硕士学号200992240403作者姓名杨阳指导教师林水生教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文集群电台接口板的设计与实现（题名和副题名）杨阳（作者姓名）指导教师林水生教授电子科技大学成都孙明剑高工重庆金美通信有限责任公司重庆（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软

2、件工程提交论文日期2012.10论文答辩日期2012.12.8学位授予单位和日期电子科技大学2012年12月27日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据THEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTRUNKANDRADIOINTERFACEBOARDAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SoftwareEngineeringAuthor:YangYangAdvisor:ProfessorShu

3、ishengLinSchoolofCommunication&InformationSchool:Engineering万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，

4、有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要集群通信系统是一种专网专用的系统。它具有应急指挥通信和综合调度的功能（如组播、一键对讲以及紧急呼叫等功能）。集群通信系统已经在物流、机场、林业等专网专用的行业和公安、消防、铁路等应急指挥调度领域得到了非常广泛的应用。随着集群专网的日益增多，对专网之间互联互通

5、的需求也日益增加，由于不同的部门如公安，消防等使用的集群专网体制不同，多网融合、统一调度的问题也日益突出。本论文通过分析不同集群专网的接口特点，提出了基于音频接口的统一的互联解决方案，设计开发了综合交换调度设备。本论文主要论述了综合交换调度设备中集群电台接口板的设计与开发。每块集群电台接口板提供了四路集群电台接口，可以实现四个不同频段、不同技术体制的集群网际之间的互联，也可以连接电台实现集群台和电台之间的互联。通过与综合交换调度设备中二线板的数据交互还可以使无线集群专网接入到公共电话网(PSTN)和GSM/CDMA移动网络，可进行单双工设备之

6、间的顺畅通信，解决了多部门之间无法统一指挥调度等问题。集群电台接口板由于受外形尺寸、成本控制等原因，在设计中使用了基于SOPC的硬件架构。采用ALTERA的FPGA并在内部构建了基于NIOSⅡ的处理器平台，除了语音编解码用专用芯片实现外，其余的数据处理和控制均在FPGA中完成。本文的主要工作如下：1.设计了集群电台接口板的硬件系统，包括语音接口电路、语音编解码电路、FPGA子系统和热拔插接口电路等几个部分，最终设计完成了单元板的原理图和PCB。2.完成了FPGA逻辑设计和软件程序的开发。对于设计集群电台接口板中遇到的语音激活检测（VAD）和双

7、音多频（DTMF）检测两个关键算法，首先使用Matlab对算法进行了仿真，然后把算法用VHDL硬件描述语言实现，并用ModelSim软件进行了前仿真，通过修改调整时序，确保逻辑程序设计的正确性。最后对逻辑程序进行了综合、适配并下载到FPGA上通过使用SignalTapⅡ逻辑分析工具进行了验证。程序算法全部用FPGA内部基本逻辑单元实现，摆脱了对FPGA内部的乘法器等特殊逻辑资源的依赖，使这两个算法的IP核通用于所有FPGA平台，I万方数据摘要方便了在其它产品的使用。3.通过硬件和软件的综合调试与验证，最终形成了产品，目前设备已经装备武警、人防

8、等部门，得到了用户的一致好评。双音多频检测等IP核也移植到公司的XX对讲控制器等设备上使用，其实用性也得到了进一步的验证。关键词：集群，一键对讲，公共电话网，语音激