[发明专利]一种用于水下对讲机的水声语音实时传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水下对讲机的水下语音实时传输系统，属于水声通信技术领域。

背景技术

目前，尽管数字语音技术在水下已经得到广泛的应用，但由于水声信道的通信带宽有限及其时变、空变等特性的影响，要在水中进行数字语音通信就必须对语音信息进行压缩和编码，降低传输所需的比特率。传统的水声调制解调器成本高、功耗较高且体积大。

一般的通信系统多采用FSK数字调制解调方式，但因其设备复杂抗干扰能力差且误码率较高，并不适合语音的水下传输。所以，采用DPSK数字调制解调方式比较合适。传统的DPSK信号解调有两种方法。一种是相干解调法，又称极性比较-码反变换法。它需要提取相干载波,最后通过码反变换(去差分)器将相对码变换成绝对码。但此方式需要得到同频同相的载波,这在实现上较为复杂，成本也相对较高。另一种方法称为相位比较法或差分解调法，采用这种方法不需要恢复本地载波，只需将DPSK信号延时一个码元间隔，然后再与DPSK信号本身相乘。相乘的结果反映了前后码元的相对相位关系，经低通滤波后可直接抽样判决恢复出原始数字信息，该方法的实现较为简单。

发明内容

为了解决现有水下对讲机的体积大、功耗大、误码率较高以及实时性困难的问题，本发明提供了一种用于水下对讲机的水下语音实时传输系统，该传输系统具有成本低、功耗小和效率高的特点，适合50米及以上的短距离水下作业时的语音实时传输，本发明在能水下连续工作100小时以上，在水声通信方面具有良好的应用前景。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于水下对讲机的水声语音实时传输系统，其特征在于，包括：

用于发送和接受语音信号的麦克风；

与所述麦克风相连接用于将语音信号转换成语音数据流的A/D转换器；

用于对语音数据流进行编码和解码的声码器，所述声码器两端分别为编码器和解码器，所述编码器与A/D转换器相连接，将信源数据流转化成信道数据；

与所述声码器相连接并控制声码器工作的MCU核心处理器；

与所述编码器相连接用于将信道数据转化为DPSK信号的DPSK信号调制器；

与DPSK信号调制器连接用于将已调制信号的电压进行放大的电压放大器；

用于发射和接收超声波的超声换能器；

所述电压放大器和超声换能器之间设有一用于切换超声换能器的发射、接收模式的电子切换开关；

用于接收超声换能器的电信号进行放大并连接电子切换开关的信号放大器；

与信号放大器相连接用于将已放大的接收信号滤波的带通滤波器；

与带通滤波器相连接用于将已滤波的接收信号解调并与声码器的解码器相连接的DPSK信号解调器；

用于将声码器解码输出的信源数据转换为语音数据流的D/A转换器，所述的D/A转换器与麦克风相连接。

进一步的技术方案是：

所述麦克风为单通道的麦克风。

所述A/D转换器采用16位A/D转换芯片LTC1865。

所述D/A转换器采用16位D/A转换芯片MAX5631。

所述声码器为AMBE-1000声码器。

所述MCU核心控制器采用单片机MSP430F149。

所述DPSK信号调制器和DPSK信号解调器均采用CMX869芯片。

所述电压放大器和信号放大器均采用AD620芯片。

所述超声换能器的中心频率为32kHz。

所述电子切换开关采用CD4051芯片，公共端口连接超声换能器，两个选择端口分别连接电压放大器和信号放大器。

所述带通滤波器采用MAX275芯片。

本发明的有益效果是：本发明在整体设计上最大程度地减少了不可靠器件的使用数量，在语音压缩编解码部分用了集成编解码芯片，在调制解调方面选用集成芯片，换能器选用市场上常用的小型防水收发一体换能器。本发明具有成本低、功耗小和效率高的特点，适合短距离水下作业时的语音实时传输。

附图说明

图1是本发明的结构示意框图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明的后视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。