[发明专利]一种快速移动平台下的水声数字语音通信系统及其方法

权利要求书

1.一种快速移动平台下的水声数字语音通信系统，其特征在于设有声码器与外围电路、DSP与外围电路、功率放大与匹配电路、前置放大器、带通滤波器、电源管理模块和水声换能器；所述声码器与DSP之间通过RS232连接和通信，声码器用于对输入语音的参数压缩编码和接收数据的语音合成；所述DSP用于对语音编码数据的调制/解调、跳频/解跳、信道编码/解码、帧同步、多普勒频移估计和补偿及与声码器的通信功能；所述功率放大与匹配电路用于对发射信号的功率放大和匹配发射换能器阻抗；所述带通滤波器滤除水声换能器带外噪声；所述电源管理模块用于电压的转换和稳压；所述水声换能器用于电信号与声信号或声信号与电信号之间的转换。

2.如权利要求1所述一种快速移动平台下的水声数字语音通信系统，其特征在于所述声码器采用低速率声码器。

3.快速移动平台下的水声数字语音通信方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在通信发射端，输入语音信号经AIC23芯片转换后进入声码器，声码器对语音进行参数压缩编码，按帧提取语音编码数据；

2)在通信发射端，声码器将步骤1)所得的语音编码数据通过RS232串行通信口发送至DSP；

3)在通信发射端，DSP提取步骤2)所得的有效语音数据，先后对其进行组帧、信道编码、MFSK调制和跳频操作后生成发射信号，在每一帧信号的前后都插入一段长度和起止频率完全相同的线性调频频信号；

4)在通信发射端，DSP将步骤3)所得信号通过D/A转换后输出至功率放大与匹配电路，功率放大后的电信号激励水声换能器发射声波在海水介质中传播；

5)在通信接收端，用水声换能器接收声信号，并将其转换成电信号，电信号经放大和带通滤波后，通过A/D转换器进入DSP；

6)在通信接收端，DSP对步骤5)所得信号进行相关检测，检测是否有同步信号到达，若有同步信号到达，则通过检测两线性调频信号时间差的变化估计多普勒频移，然后采用线性插值方法对接收信号进行多普勒频移的高效补偿；

7)在通信接收端，DSP对步骤6)所得信号进行解跳和解调；

8)在通信接收端，DSP对步骤7)所得数据进行信道解码，解码后数据按照声码器语音编码数据格式进行组帧；

9)在通信接收端，DSP将步骤8)所得数据通过RS232串行通信口发送给声码器，为确保合成语音的实时性和连贯性，采用定时发送方式，定时时间与声码器一帧语音的时长相等；

10)在通信接收端，声码器对步骤9)所得语音编码数据进行解码，合成后的语音通过AIC23芯片转换后输出至耳机播放。