无线自组网语音通信终端设计

无线自组网语音通信终端设计冰 王国富，郑善友 (桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室，广西桂林 5 4 1 0 0 4 ) 摘要：针对目前国内矿井下语音通信不够灵活或者通信系统成本过高的情况，设计了一种低功

耗、低成本、使用灵活高效的手持式语音通信终端。通过采用 Z i g B e e自组网技术灵活搭建通信网络， 多跳延伸通信距离，并且针对 Z i g B e e由于传输速率低的而不能很好传输语音的问题，本设计使用 I—

MA— A D P C M算法进行语音压缩以保证高通话质量的前提下适应 Z i g B e e的低传输速率特性。经试验证明，本语音通信终端功耗可低至 0 . 6 3 W,在井下点对点通信距离可达到 2 8 . 7 6 n l,语音信号传输平均 误码率仅为 1 . 9 5%。

关键词：Z i g B e e技术；自组网；信号处理；语音通信 中图分类号：T P 3 9 3 文献标识码：A 文章编号：0 2 5 8— 7 9 9 8 f 2 0 1 3 ) 0 9— 0 0 2 1— 0 3

De s i g n o f wi r e l e s s Ad-h o c n e t wo r k i n g v o i c e c o mmu n i c a t i o n t e r mi n a l Wa n g Gu o f u, Zh e n g S ha n y o u

( K e y L a b o r a t o r y C o g n i t i v e R a d i o a n d I n f o r m a t i o n P r o c e s s i n g o f t h e Mi n i s t y r o f E d u c a t i o n, G u i l i n U n i v e r s i t y o f E l e c t r o n i c T e c h n o l o g y, G u i l i n 5 4 1 0 0 4, C h i n a )

Ab s t r a c t: A h a n d—h e l d v o i c e c o mmu n i c a t i o n t e r mi n l w a h i c h i s O f l O W p o we r c o n s u mp t i o n。l O W c o s t,f l e x i b i l i t y a n d e ic f i e n c y i n u s e i s d e s i g n e d .A

mi n g a t t h e p r o b l e m, Z i g Be e Ad—h o c n e t wo r k i n g t e c h n o l o g y i s a d o p t e d t o a c h i e v e t h e p u r p o s e o f b u i l d i n g u p c o mmu n i c a t i o n n e t w o r k f l e x i b l y,a n d e x t e n d i n g t h e c o mmu n i c a t i o n d i s t a n c e b y mu h i h o p. Mo r e o v e r,c o n s i d e i r n g t h e p r o b l e m t h a t v o i c e c a n n o t b e we l l t r a n s f e r r e d d u e t o Z i g Be e S l O W t r a n s mi s s i o n s p e e d .I MA -ADP C M a l g o i r t h m i s u t i l i z e d t o c o mp r e s s v o i c e . wh i c h ma y a d a p t t o Z i g B e e S l o w t r a n s mi s s i o n s p e e d u n d e r t h e p r e mi s e o f e n s u in r g h i g h~ q u a l i t y v o i c e c o mmu n i c a t i o n.E x p e ime r n t s p r o v e t h a t t h e p o we r c o n s u mp t i o n o f t h i s v o i c e c o mmu n i c a t i o n t e r mi n a l c a n b e a s l o w a s 0. 6 3 W,t h e u n d e r g r o u n d p o i n t - t o -p o i n t c o mmu n i c a t i o n d i s t a n c e c a n r e a c h 2 8 . 7 6 m.a n d t h a t t h e a v e r a g e b i t e r r o r r a t e o f t h e v o i c e s i g n a l t r a n s mi s s i o n i s o n l y 1 . 9 5%.

K e y wo r d s: Z i g B e e t e c h n o l o y; g Ad Ho c n e t w o r k; s i g n a l p r

o c e s s i n g; v o i c e c o mmu n i c a t i o n

目前，国内的井下语音通信大多采用沟通效率较低 的有线防爆电话或者成本高昂的井下 3 G通信I l 1。由于

题。经验证，本语音通信终端井下实测点对点稳定通信

距离为 2 8 . 7 6 m,语音信号传输误码率为 1 . 9 5%,额定功 耗为 0 . 6 3 W。

在井下有线通信系统安装复杂，而且通话装置(如防爆 话机 )通常位置固定，从而造成了井下作业沟通效率的

1系统方案和模块原理 1 . 1语音终端设计原理本文设计的语音终端系统组成原理框图如图 1所

低下。国内中小型矿井众多，井下 3 G无线通信系统成本过高，很多企业无法承担架设费用。因此，对搭建灵活且功耗和成本低廉的语音通信装置的需求尤为迫切。 本文使用新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的 Z i g B e e技术[ 2 1以及具有高压缩比和高还原音质的语音压缩算法 I MA— A DP C M,解决了以往井下语音通信设备成本昂贵、使用不灵活、通信效率低的问

基金项目：国家自然基金( 6 1 1 0 2 1 1 5 );广西自然基金( 2 0 1 2 GXN S F B A 0 5 3 1 7 7)

图 1语音终端硬件原理

《电子技术应用》2 0 1 3年第3 9卷第9期

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