基于LDPC-OFDM编码调制的水下应急语音通信系统优化设计与实现

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1、分类号：密级：ＵＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于ＬＤＰＣ－ＯＦＤＭ编码调制的水下应急语音通信系统优化设计与实现硕士研究生：邹司宸．指导教师：周锋副教授．学科、专业：信息与通信工程论文主审人：周天教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于LDPC-OFDM编码调制的水下应急语音通信系统优化设计与实现硕士研究生：邹司宸指导教师：周锋副教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年1月3日论文答辩日期：2018年3月学位授予

2、单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngOptimizationDesignandRealizationofUnderwaterEmergencySpeechCommunicationSystemBasedonLDPC-OFDMCodeModulationCandidate:ZouSiChenSupervisor:A/Prof.ZhouFengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Informa

3、tionandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Jan.3,2018DateofOralExamination:Mar,2018University:HarbinEngineeringUniversity基于LDPC-OFDM编码调制的水下应急语音通信系统优化设计与实现摘要传统的水下语音通信系统采用模拟调制方式，通信噪声大，传输距离近，通话效果受环境影响严重。数字式通信设备已经逐渐成为无缆水下语音通信装备的发展方向，基于LDPC-OFDM编码调制技术的数字通信体制可以解决以上问题，是水下通信技术的研究重

4、点。本文针对援潜救生时，救援船只与水下载人潜器进行语音通信的需求，优化设计一款基于LDPC-OFDM编码调制的水下应急语音通信系统，实现实时无线水下语音通信。首先根据系统要求，设计了硬件系统平台，包括子系统的内部信号传输结构等。接着对系统的参数进行了优化。之后介绍了软件驱动的设计，包括语音压缩、水声信号发射、水声信号接收等系统。根据语音压缩和水声OFDM算法设计了具有并行PING-PONG采集功能的软件驱动，实现了水声信号采集和数据通信功能。然后对LDPC编码进行了软件仿真与硬件算法实现，对编码方法进行了优化，选择了最适合实现的译码方法，接着介绍了L

5、DPC编码器与译码器的设计，并将LDPC编码加入OFDM系统中与卷积码作对比实现优化性能的目的。最后将编译码器加入到水下语音系统中，进行了实验室电联调实验、信道水池实验以及海上实验，对整个系统进行了功能验证，验证了水下语音通信系统的性能。关键词：水声语音通信；DSP；语音压缩；LDPC-OFDM基于LDPC-OFDM编码调制的水下应急语音通信系统优化设计与实现ABSTRACTTraditionalunderwatervoicecommunicationsystemusesanalogmodulation,transmissiondistanceclo

6、se,theeffectisseriouslyaffectedbytheenvironment.Digitalcommunicationequipmenthasgraduallybecomethedevelopmentdirectionofwirelessunderwatervoicecommunicationequipment.ThedigitalcommunicationsystembasedonLDPC-OFDMcodingandmodulationtechnologycansolvetheaboveproblemsandistheresear

7、chfocusofunderwatercommunicationtechnology.Inthispaper,aimingatthedemandofspeechcommunicationbetweenrescuingshipsandsubmarinesinrescueaid,thispaperdesignsanunderwateremergencyspeechcommunicationsystembasedonLDPC-OFDMcodingandmodulationtorealizereal-timewirelessunderwaterspeechc

8、ommunication.Firstofall,basedonthesystemrequirements,t