【摘要】：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),人們的消費(fèi)水平得到大大提升,智能設(shè)備已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵�。智能設(shè)備的普及,讓近場(chǎng)通訊技術(shù)得到了合適的應(yīng)用場(chǎng)景。在目前多種近場(chǎng)通信技術(shù)中,聲波通信技術(shù)具有使用便捷,硬件要求低的特點(diǎn),使其適用于設(shè)備配對(duì)、信息跳轉(zhuǎn)、小數(shù)據(jù)傳輸?shù)葓?chǎng)景中。現(xiàn)在電視互動(dòng)的方式偏少,可以用聲波的方式傳遞電視互動(dòng)的信息,因此聲波通信協(xié)議在電視互動(dòng)場(chǎng)景下的應(yīng)用具有一定的研究前景。本文主要研究一種以高頻聲波作為媒介的面向電視互動(dòng)的聲波通信協(xié)議,并實(shí)現(xiàn)基于該聲波通信協(xié)議的電視互動(dòng)系統(tǒng)。論文的主要工作如下:(1)提出了 一種面向電視互動(dòng)的聲波通信協(xié)議。本文首先對(duì)聲波在空氣中的傳輸特性和計(jì)算機(jī)揚(yáng)聲器和手機(jī)麥克風(fēng)的音頻特性進(jìn)行了測(cè)試,研究了人耳的聽(tīng)覺(jué)特性以及數(shù)字通信系統(tǒng)中的信道編碼原理和信號(hào)調(diào)制解調(diào)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,對(duì)比分析了信道編碼中RS碼和卷積碼的編譯碼特性以及糾錯(cuò)能力,選用RS碼作為信道編碼方案。選用8FSK調(diào)制技術(shù)調(diào)制載波信號(hào),確定了聲波通信頻點(diǎn),通過(guò)映射組合的方式擴(kuò)充了協(xié)議編碼范圍,解調(diào)方案選用了時(shí)間復(fù)雜度低于FFT頻譜算法的Goetzel算法。設(shè)計(jì)了通信協(xié)議中數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)聲波通信協(xié)議進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,測(cè)試了其在不同通信距離和通信速率條件下的實(shí)驗(yàn)誤碼率,驗(yàn)證了聲波通信協(xié)議的可行性。(2)實(shí)現(xiàn)了基于聲波通信協(xié)議的電視互動(dòng)系統(tǒng)。在聲波通信協(xié)議實(shí)驗(yàn)仿真具有良好結(jié)果的基礎(chǔ)上,對(duì)基于聲波通信協(xié)議的電視互動(dòng)系統(tǒng)用面向?qū)ο蟮乃枷脒M(jìn)行了軟件架構(gòu)和接口的設(shè)計(jì),成功的將系統(tǒng)發(fā)送端實(shí)現(xiàn)在Windows平臺(tái),系統(tǒng)解碼端實(shí)現(xiàn)在IOS平臺(tái)。最后,對(duì)電視互動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)行了操作演示,同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確有效,達(dá)到了電視互動(dòng)的要求,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN92

【圖文】：

２．３．１聲波通信系統(tǒng)模型逡逑根據(jù)數(shù)字通信系統(tǒng)的劃分、聲波通信原理以及自身的特性，本文參考計(jì)算機(jī)逡逑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)了聲波通信的系統(tǒng)模型｜３４］，，如圖２．３所示。逡逑ｒ邐＾邋ｒ邐＾逡逑應(yīng)用層邐應(yīng)用層逡逑▲逡逑邐ｉ邐邐邐邐逡逑控制層邐控制層逡逑數(shù)據(jù)層邋邐邐？數(shù)據(jù)層逡逑Ｖ邐夕邋ｆ邋＾邐）逡逑發(fā)送端邐接收端逡逑圖２．３聲波通信系統(tǒng)模型逡逑應(yīng)用層主要針對(duì)聲波通信應(yīng)用進(jìn)程間的交互來(lái)完成聲波通信的特定應(yīng)用，其逡逑定義的格式是應(yīng)用進(jìn)程間進(jìn)行通信和交互的規(guī)則。逡逑控制層的功能主要是對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行封包處理以及對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的進(jìn)行差錯(cuò)逡逑控制等功能，其根據(jù)聲波通信自身的特點(diǎn)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層對(duì)逡逑應(yīng)的功能整合在一起，位于該層進(jìn)行工作。逡逑數(shù)據(jù)層就是將傳輸?shù)木褪牵盎颍北忍兀鋵⑹盏降谋忍亓鱾魉椭谅暱ㄍㄟ^(guò)揚(yáng)逡逑聲器進(jìn)行播放，或者是接收端通過(guò)麥克對(duì)音頻信息進(jìn)行采集，通過(guò)聲卡處理后再逡逑將相應(yīng)的比特信息傳送至數(shù)據(jù)層進(jìn)行相應(yīng)處理。逡逑９逡逑

邐硬件逡逑＝邐揚(yáng)聲器和蚩化風(fēng)逡逑圖２．邋２聲波通信原理示意圖逡逑視互動(dòng)。高頻聲波通信主要涉及了聲波在空氣中傳輸特性、人耳的聽(tīng)覺(jué)特性以及逡逑設(shè)備揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的頻響特性等方面。同時(shí)這些特性也決定了電視互動(dòng)中聲波逡逑通信實(shí)現(xiàn)成功與否以及效果。逡逑２．３．１聲波通信系統(tǒng)模型逡逑根據(jù)數(shù)字通信系統(tǒng)的劃分、聲波通信原理以及自身的特性，本文參考計(jì)算機(jī)逡逑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)了聲波通信的系統(tǒng)模型｜３４］，如圖２．３所示。逡逑ｒ邐＾邋ｒ邐＾逡逑應(yīng)用層邐應(yīng)用層逡逑▲逡逑邐ｉ邐邐邐邐逡逑控制層邐控制層逡逑數(shù)據(jù)層邋邐邐？數(shù)據(jù)層逡逑Ｖ邐夕邋ｆ邋＾邐）逡逑發(fā)送端邐接收端逡逑圖２．３聲波通信系統(tǒng)模型逡逑應(yīng)用層主要針對(duì)聲波通信應(yīng)用進(jìn)程間的交互來(lái)完成聲波通信的特定應(yīng)用，其逡逑定義的格式是應(yīng)用進(jìn)程間進(jìn)行通信和交互的規(guī)則。逡逑控制層的功能主要是對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行封包處理以及對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的進(jìn)行差錯(cuò)逡逑控制等功能，其根據(jù)聲波通信自身的特點(diǎn)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層對(duì)逡逑應(yīng)的功能整合在一起，位于該層進(jìn)行工作。逡逑數(shù)據(jù)層就是將傳輸?shù)木褪牵盎颍北忍兀鋵⑹盏降谋忍亓鱾魉椭谅暱ㄍㄟ^(guò)揚(yáng)逡逑聲器進(jìn)行播放，或者是接收端通過(guò)麥克對(duì)音頻信息進(jìn)行采集，通過(guò)聲

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2711882