语音信道数据传输算法设计与实现

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1、１Ｉ、硕士学位论文＿參圓语音信道数据传输算法设计与实现作者姓名刘龙飞学校导师姓名、职称马鸿飞教授企业导师姓名、职称王斌龑高工＾申请学位类別工稈硕士西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含一为获得西安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。与我同工作

2、的同事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了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。－ｉ：ｌｉ．＾本人签名：（？ｏ日期ｊ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文，允许查阅、借阅论文，的复印件；学校可以公布论文的全部或部分内容允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论文、发明专利等成

3、果，署名单位为西安电子科技大学。本人签名：：七１导师签名日期：［ｊ（（）．日期：１＾学校代码10701学号1501120439分类号TN91密级公开西安电子科技大学硕士学位论文语音信道数据传输算法设计与实现作者姓名：刘龙飞领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：马鸿飞教授企业导师姓名、职称：王斌龑高工学院：通信工程学院提交日期：2018年6月AlgorithmDesignandImplementationofDataTransmissionoverVoiceChannelAthesissu

4、bmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByLiuLongfeiSupervisor:MaHongfeiTitle:ProfessorSupervisor:WangBinyanTitle:SeniorEngineerJune2018摘要摘要无线通信网络遍布世界各地，已经成为一种应用广泛的基础设施，扩展该基础设施的服务和功能也就变得非常

5、有必要和意义。通过研究语音信道上的数据传输，可以实现在语音信道上传输语音和数据，也为语音保密通信奠定了研究基础。由于语音信道上声码器的存在，限制了在其信道上传输的数据需具备语音的特性，因此在传输前需要对数据进行类语音调制处理。现有的类语音调制算法可以分为两个方向：利用调制方式，将数据调制成适合在语音信道中传输的类语音信号；根据映射关系，将数据映射成一一对应的类语音符号。本文根据调制算法思想设计了语音信道数据传输算法，并利用算法实现数据在语音信道上传输的仿真。通过分析语音信号的时域波形，语音信号由多个不同频率正弦波的叠加以及小额噪声构成，

6、因此可以利用正交频分复用调制算法实现数据到类语音信号的转变。正交频分复用算法将信道划分为若干个频率较窄的子信道，数据也转换为相应子信道数目、并行的低速数据，数据在每个子信道上采用不同频率的载波调制，然后利用逆快速傅里叶变换实现信号从频域到时域的转换，并对信号进行并串转换合成类语音信号。此外，采用快速傅里叶变换实现数据内插，可以使已调信号在波形上与语音信号相像。通过仿真发现该算法可以实现数据在某些特定的声码器上具有较好的传输性能，并且纠错码能够很好地改善数据传输的误码率。但是该算法并不能满足数据在所有的声码器上稳健性传输，因此需要设计一种

7、满足非特定的语音信道的类语音调制算法。利用传统的数字调制方式，通过采用合适的载波参数以及调制方式能够实现数据在语音信道上的稳健性传输，所以在考虑非特定以及多个声码器级联的情况下，可以采用该思想进行类语音调制算法设计。首先分析语音信道对不同频率正弦信号的频率响应，选择出频率响应较适宜的载波频率范围，然后通过选择合适的参数以及调制方式实现数据在语音信道上的稳健性传输，即Hermes算法。利用转码处理实现已调信号具有固定的基音频率。仿真发现，该算法能够实现数据在单个声码器上的稳健性传输，并且在不同声码器级联的情况下也具有较好的传输性能，满足数

8、据在语音信道上可靠传输的要求。在数据传输速率为2.4kb/s情况下，采用正交频分复用类语音调制算法，在EFR声码器中，采用4QAM基带调制，可以实现传输误码率为0.25%；在AMR编码速率为12.2kb/s