集群電臺接口板的設計與實現(xiàn).pdf

1、集群通信系統(tǒng)是一種專網(wǎng)專用的系統(tǒng)。它具有應急指揮通信和綜合調(diào)度的功能（如組播、一鍵對講以及緊急呼叫等功能）。集群通信系統(tǒng)已經(jīng)在物流、機場、林業(yè)等專網(wǎng)專用的行業(yè)和公安、消防、鐵路等應急指揮調(diào)度領域得到了非常廣泛的應用。隨著集群專網(wǎng)的日益增多，對專網(wǎng)之間互聯(lián)互通的需求也日益增加，由于不同的部門如公安，消防等使用的集群專網(wǎng)體制不同，多網(wǎng)融合、統(tǒng)一調(diào)度的問題也日益突出。
　　本論文通過分析不同集群專網(wǎng)的接口特點，提出了基于音頻接口的統(tǒng)一的

2、互聯(lián)解決方案，設計開發(fā)了綜合交換調(diào)度設備。本論文主要論述了綜合交換調(diào)度設備中集群電臺接口板的設計與開發(fā)。每塊集群電臺接口板提供了四路集群電臺接口，可以實現(xiàn)四個不同頻段、不同技術體制的集群網(wǎng)際之間的互聯(lián)，也可以連接電臺實現(xiàn)集群臺和電臺之間的互聯(lián)。通過與綜合交換調(diào)度設備中二線板的數(shù)據(jù)交互還可以使無線集群專網(wǎng)接入到公共電話網(wǎng)(PSTN)和GSM/CDMA移動網(wǎng)絡，可進行單雙工設備之間的順暢通信，解決了多部門之間無法統(tǒng)一指揮調(diào)度等問題。

3、　　集群電臺接口板由于受外形尺寸、成本控制等原因，在設計中使用了基于SOPC的硬件架構(gòu)。采用ALTERA的FPGA并在內(nèi)部構(gòu)建了基于NIOSⅡ的處理器平臺，除了語音編解碼用專用芯片實現(xiàn)外，其余的數(shù)據(jù)處理和控制均在FPGA中完成。
　　本文的主要工作如下：
　　1.設計了集群電臺接口板的硬件系統(tǒng)，包括語音接口電路、語音編解碼電路、FPGA子系統(tǒng)和熱拔插接口電路等幾個部分，最終設計完成了單元板的原理圖和PCB。
　　2.完

4、成了FPGA邏輯設計和軟件程序的開發(fā)。對于設計集群電臺接口板中遇到的語音激活檢測（VAD）和雙音多頻（DTMF）檢測兩個關鍵算法，首先使用Matlab對算法進行了仿真，然后把算法用VHDL硬件描述語言實現(xiàn)，并用ModelSim軟件進行了前仿真，通過修改調(diào)整時序，確保邏輯程序設計的正確性。最后對邏輯程序進行了綜合、適配并下載到FPGA上通過使用SignalTapⅡ邏輯分析工具進行了驗證。程序算法全部用FPGA內(nèi)部基本邏輯單元實現(xiàn)，擺脫了對