本文關(guān)鍵詞： Ad-hoc 語(yǔ)音會(huì)議系統(tǒng) 嵌入式 VoIP　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：對(duì)講機(jī)是一種便攜式無線半雙工語(yǔ)音通信設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。但是對(duì)講機(jī)是一種半雙工通信系統(tǒng),使用對(duì)講機(jī)進(jìn)行發(fā)言時(shí)需要按下發(fā)送按鈕。但是,在進(jìn)行野外工作時(shí),會(huì)發(fā)生工作人員雙手正在完成工作而無法按下發(fā)送按鈕機(jī)進(jìn)行發(fā)言的情況�；谟芯�網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音會(huì)議系統(tǒng)是一種能夠進(jìn)行多方全雙工語(yǔ)音通信的系統(tǒng),但是存在設(shè)備便攜性差和需要有線網(wǎng)絡(luò)連接的缺點(diǎn)。為滿足野外工作環(huán)境下進(jìn)行語(yǔ)音通信的需求,需要一種便攜式無線語(yǔ)音會(huì)議系統(tǒng)。本文提出了一種基于ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的便攜式無線語(yǔ)音會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)由多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)通過ad-hoc網(wǎng)絡(luò)連接而成。節(jié)點(diǎn)基于嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以減小系統(tǒng)體積,硬件平臺(tái)選用ARM處理器S5PV210,軟件平臺(tái)選用嵌入式Linux。軟件系統(tǒng)按功能的不同被分為3個(gè)模塊：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊、語(yǔ)音傳輸模塊、按鍵輸入模塊。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊實(shí)現(xiàn)了自行設(shè)計(jì)的ABP(Ad-hoc Bootstrap Protocol)協(xié)議,解決了ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的IP地址分配問題,還實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)上線通知、在線通知和下線探測(cè)功能；語(yǔ)音傳輸模塊實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送、接收和回放。語(yǔ)音信號(hào)在經(jīng)過麥克風(fēng)采集后進(jìn)行量化,然后進(jìn)入編碼器進(jìn)行編碼,編碼后的數(shù)據(jù)通過UDP組播在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸,收到數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)解碼后與來自其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)混音,然后通過耳機(jī)回放；鍵輸入模塊讀取按鍵輸入并傳給其它模塊。本文采用多進(jìn)程模型、使用函數(shù)庫(kù)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),并采用UNIX domain socket作為進(jìn)程間通信設(shè)施實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊基于事件循環(huán)的高性能網(wǎng)絡(luò)編程庫(kù)libuv實(shí)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的所有通信均使用UDP廣播進(jìn)行。語(yǔ)音傳輸模塊使用功能強(qiáng)大的流媒體庫(kù)mediastreamer庫(kù)實(shí)現(xiàn)。語(yǔ)音編碼選擇了編碼質(zhì)量較高的speex編碼器。為了取得更好效果,使用了speex編碼器的回聲消除、語(yǔ)音活動(dòng)性檢測(cè)、丟包補(bǔ)償功能。本文在E8開發(fā)板上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了初步測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多對(duì)多全雙工無線語(yǔ)音通信,通信距離可達(dá)120m,可進(jìn)行3點(diǎn)語(yǔ)音會(huì)議,語(yǔ)音總體清晰流暢。
[Abstract]:Walkie-talkie is a portable wireless semi-duplex voice communication device, which is widely used in production and life. But the interphone is a half-duplex communication system. In the field work, there will be a situation where the staff are doing the work with both hands and can't press the pushbutton machine to speak. The voice conference system based on the wired network is a system that can carry out multiparty full-duplex voice communication. However, there are some disadvantages such as poor portability of equipment and the need for wired network connection. In order to meet the needs of voice communication in field work environment, A portable wireless voice conference system is needed. This paper presents a design scheme of portable wireless voice conference system based on ad-hoc network. The system is composed of multiple peer nodes connected by ad-hoc network. The nodes are embedded. To reduce the volume of the system, The hardware platform uses ARM processor S5PV210and the software platform adopts embedded Linux. The software system is divided into three modules according to its function: network protocol module, voice transmission module, voice transmission module. The key input module. The network protocol module realizes the self-designed ABP(Ad-hoc Bootstrap protocol, solves the IP address assignment problem in the ad-hoc network, also realizes the node on-line notification, the on-line notification and the offline detection function. The speech transmission module realizes the acquisition, transmission, reception and playback of voice data. The voice signal is quantized after the microphone is collected, and then entered into the encoder for coding. The encoded data is transmitted through UDP multicast in IP network. The received data node decodes the data and remixes the data with the data from other nodes, then replays the data through headphones; the key-input module reads the key-press input and passes it to other modules. The function library is used to implement each module, and UNIX domain socket is used as the inter-process communication facility to realize inter-process communication. The network protocol module is implemented by libuv, a high-performance network programming library based on event cycle. All the communication in the network protocol is carried out by UDP broadcast. The speech transmission module is realized by using the powerful streaming media library mediastreamer library. The speech coding selects the speex encoder with high coding quality. The echo cancellation, voice activity detection and packet loss compensation function of speex encoder are used. The system is tested on E8 development board. The test results show that the system can realize many-to-many full-duplex wireless voice communication. The communication distance can reach 120 m, can carry on 3-point voice conference, the speech is clear and smooth overall.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN912.3

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本文編號(hào)：1508177