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DMR数字对讲机协议的研究与实现

作　者: 刘辉
导　师: 谢晓明
学　校: 北京化工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 专网通信数字对讲机 DMR 信道编码 AT指令
分类号: TN929.54
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 471次
引　用: 10次
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内容摘要

公众移动通信和专网移动通信是移动通信的两大应用领域,公众移动通信在我国早已实现了数字化,而专网移动通信离全面数字化还有一段距离。欧洲电信标准化协会2005年相继推出了两种针对民用对讲机系统的非集群对讲机标准：DPMR (Digital Private Mobile Radio)和DMR(Digital Mobile Radio),有力的推动了专网移动通信中对讲机的数字化。其中DMR标准采用了TDMA技术,支持双工通信和数话同传,有着更好的应用前景。不过国内外对DMR标准的研究尚处于起步阶段,本文按照DMR标准的分层模型对其进行了研究和实现。首先,分析了时分数字对讲机的发展前景,按照简化的OSI分层模型对DMR标准进行了整体研究,对语音通信中的帧结构、信令系统、呼叫流程等进行了详细研究,对物理层的调制解调进行简单的介绍。然后,对数据链路层中的信道编码进行详细研究,提出了自己的实现方案,对一些编码进行了优化。并且在MATLAB下对信道编码进行了仿真,分析了协议中所涉及的信道编码的误码率性能。仿真结果表明协议所采用信道编码对通信系统的传输性能有着明显的改善。最后,提出了基于DMR数字对讲机协议的两种实现方案,进行了优劣的比较。并且结合前面所研究的内容,通过AT指令对DMR协议的语音通信进行了模块化的实现。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章绪论  14-20
  1.1 概述  14-16
  1.2 国内外发展现状  16-18
    1.2.1 国外发展现状  16-17
    1.2.2 国内发展现状  17-18
  1.3 本文的主要工作  18-20
第二章时分数字对讲机的优势  20-24
  2.1 数字对讲机的优势  20-21
  2.2 TDD模式及其优点  21-22
    2.2.1 TDD模式的原理  21-22
    2.2.2 TDD模式的优点  22
  2.3 数字对讲机协议  22-24
第三章 DMR数字对讲机协议  24-46
  3.1 概述  24-25
  3.2 时隙结构  25-26
  3.3 帧结构  26-28
    3.3.1 语音突发帧结构  26-27
    3.3.2 数据突发帧结构  27
    3.3.3 语音超帧(Voice superframe)  27-28
    3.3.4 语音头帧(Voice LC Header)和语音终止帧(Terminator with LC)  28
  3.4 信令  28-36
    3.4.1 控制信令块(CSBK)  28-30
    3.4.2 链路控制信令(LC)  30-31
    3.4.3 嵌入式信息域(EMB)  31-32
    3.4.4 时隙类型(Slot Type)  32
    3.4.5 信令中各参数定义  32-36
  3.5 同步和色码  36-39
    3.5.1 帧同步码  36-39
    3.5.2 色码  39
  3.6 信道接入准则  39-40
  3.7 呼叫流程  40-42
  3.8 地址编码  42-44
  3.9 物理层的码元映射和调制方式  44-46
第四章信道编码的设计与实现  46-74
  4.1 概述  46-47
  4.2 本协议所采用的信道编码  47-63
    4.2.1 循环冗余校验  47-49
    4.2.2 校验和计算  49-50
    4.2.3 汉明码和缩短汉明码  50-52
    4.2.4 交织  52-53
    4.2.5 BPTC码  53-55
    4.2.6 变长BPTC码  55-57
    4.2.7 QR码  57-59
    4.2.8 Golay码  59-63
  4.3 信道编码仿真与误码率研究  63-69
    4.3.1 4FSK调制与解调仿真  63-64
    4.3.2 Hamming码仿真与分析  64-66
    4.3.3 BPTC码误码率研究  66-67
    4.3.4 嵌入信号变长BPTC码误码率研究  67-68
    4.3.5 QR码仿真与分析  68-69
    4.3.6 Golay码仿真与分析  69
  4.4 信道编码过程  69-74
    4.4.1 控制信令块(CSBK)的信道编码  69-71
    4.4.2 语音LC头的信道编码  71-72
    4.4.3 语音LC终止的信道编码  72
    4.4.4 语音超帧的信道编码  72-73
    4.4.5 嵌入式信息域和时隙类型的信道编码  73-74
第五章 DMR数字对讲机协议的实现  74-86
  5.1 概述  74
  5.2 DMR数字对讲机设计方案  74-75
  5.3 DMR协议的仿真实现  75-86
    5.3.1 语音通话的帧传输过程  75-76
    5.3.2 AT指令的介绍  76-77
    5.3.3 AT指令的设计  77-80
    5.3.4 AT指令的实现  80-86
第六章结论  86-88
参考文献  88-90
致谢  90-92
研究成果及发表的学术论文  92-94
作者和导师简介  94-95
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  95-96

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