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基于DMR协议数字对讲机的研究与设计
作 者: 黄庆
导 师: 张贻雄
学 校: 厦门大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: DMR协议 数字对讲机 HR_C5000
分类号: TN929.54
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
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内容摘要
当前,模拟对讲机仍然占据着短距离无线通信的市场。对讲机的数字化进程非常迟缓。数字对讲机成本偏高,区别于模拟对讲机的应用尚不成熟是该产业发展缓慢的根本原因。根据国家工信部《关于150MHz、400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》,模拟对讲机将逐步退出历史舞台,因此对数字对讲机实现方案进行研究很有必要。DMR协议是欧洲电信标准协会(ETSI)于2007年发布的最新版本数字集群通信标准。适用于民用、常规、集群等运营模式。相比其他数字集群通信标准,DMR协议产品具有低成本,易开发,性能好等特点。本文拟设计并实现基于DMR协议的数字对讲机,并利用其数据通信能力,开发基于GPS/北斗导航的后台定位系统,使数字对讲机的应用智能化。本设计基于STM32微控制器、HR_C5000基带芯片和AMBE3000声码器构造硬件平台。采用数字锁相环芯片构造射频电路。软件部分基于实时操作系统(μC/OS-III内核),实现DMR协议栈软件和应用层软件。使用USB转串口连接数字对讲机(控制台)与PC,使控制台接收其他对讲机(移动台)发来的定位数据。PC可实时显示移动台位置并控制移动台。最后,采用数字无线电综测仪Aeroflex3920给出整个系统性能的测试结果。并且给出数字对讲机定位测试结果。总结了基于DMR协议数字对讲机的设计重点,为集群通信系统终端的设计提供参考,也为数字对讲机的基于位置的服务应用设计提供参考,给出了未来数字对讲机的一种发展思路。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-13 第一章 绪论 13-19 1.1 课题研究背景 13-15 1.1.1 模拟对讲机 13 1.1.2 数字对讲机 13-14 1.1.3 数字集群通信系统 14-15 1.2 数字对讲机研究现状 15-16 1.3 项目研究意义 16 1.4 本文工作与结构 16-19 第二章 DMR通信协议 19-41 2.1 DMR协议架构 19-20 2.2 DMR协议物理层 20 2.3 DMR协议数据链路层定义 20-27 2.3.1 突发的定义 22 2.3.2 TDMA帧结构 22 2.3.3 语音突发和语音超帧 22-24 2.3.4 数据突发帧 24-25 2.3.5 信令 25-27 2.4 DMR协议数据链路层信道接入控制 27-32 2.4.1 非同步状态的信道接入 28-30 2.4.2 非同步信道检测状态信道接入 30-31 2.4.3 移动台同步于未知系统状态信道接入 31-32 2.5 DMR协议呼叫控制层 32-39 2.5.1 发端呼叫控制分析 32-34 2.5.2 收端呼叫控制分析 34-36 2.5.3 完整呼叫流程 36-39 2.6 本章小结 39-41 第三章 DMR协议数字对讲机硬件架构 41-49 3.1 系统硬件整体框架 41-42 3.2 基带及控制部分 42-45 3.2.1 MCU(STM32F103ZE)单片机 42-43 3.2.2 基带芯片HR_C5000 43-44 3.2.3 声码器AMBE3000 44-45 3.3 输入输出设备 45-46 3.4 射频部分设计 46-47 3.5 本章小结 47-49 第四章 芯片驱动设计 49-65 4.1 基带芯片HR_C5000驱动设计 49-54 4.2 显示控制芯片ST7735R驱动(基于DMA) 54-57 4.3 GNSS芯片MC-1612-G驱动 57-60 4.4 射频部分驱动 60-64 4.4.1 射频电源控制 60-61 4.4.2 发射本振驱动 61-63 4.4.3 接收本振驱动 63-64 4.5 本章小结 64-65 第五章 DMR数字对讲机上层软件设计 65-89 5.1 协议层软件架构 65-68 5.2 协议层语音业务 68-75 5.2.1 语音组呼 68-71 5.2.2 语音个呼 71-75 5.3 协议层数据业务 75-82 5.3.1 IP非确认数据 76-78 5.3.2 IP确认数据 78-82 5.4 应用层软件设计 82-86 5.4.1 菜单设计 83-85 5.4.2 数字对讲机与PC的连接 85-86 5.5 数字对讲机PC端软件设计 86-87 5.6 本章小结 87-89 第六章 数字对讲机测试 89-97 6.1 无线性能测试 89-94 6.1.1 测试平台及测试方法 89-90 6.1.2 发射机测试 90-93 6.1.3 接收机性能测试 93-94 6.2 数字对讲机定位测试 94-96 6.3 本章小结 96-97 第七章 结论 97-99 参考文献 99-101 致谢 101-102 攻读硕士期间参加的项目 102 攻读硕士期间研究成果 102
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 无绳电话系统
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