淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
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系統識別號 U0002-2306200814430500
中文論文名稱 基於Zigbee即時無線語音傳輸研討與實作
英文論文名稱 A study and implementation of voice transmission over Zigbee based system
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 董匡皓
研究生英文姓名 Kuang-Hau Doong
學號 695410265
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-06-04
論文頁數 56頁
口試委員 指導教授-汪柏
委員-郭更生
委員-洪文斌
中文關鍵字 語音  Zigbee  即時無線傳輸 
英文關鍵字 Voice  Zigbee  Real-time wireless transmission 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 在無線語音傳輸系統中目前最常見的無線語音傳輸有:GSM、PHS、WPAN等…。

本論文將針對短距離無線個人語音通訊方式IEEE802.15.4並使用小型嵌入式系統,來實作於語音的傳輸。以達到無線個人通訊即時性、低功率傳輸。

將語音封包透過以IEEE802.15.4傳遞後,將對其數據以及雜訊分析。分析出語音的合理性是否可行。最終將實作即時性的短距離無線語音傳輸。
英文摘要 In wireless voice transmission system in the most common wireless voice transmission are: GSM, PHS, WPAN, and so on….

This paper will against short-range wireless voice personal communications IEEE802.15.4 and use embedded systems, to implement the voice transmission. To achieve instant wireless personal communications, low-power transmission.

Analysis of their data and noise after voice packets pass through IEEE802.15.4. Analysis voice of the reasonableness and the feasibility. Finally, we will be implemented "Real-Time" in the short-distance wireless voice transmission.
論文目次 目錄
第一章 緒論--------------------------------------------------------------------1
1.1研究動機及目的-----------------------------------------------------1
1.2研究內容--------------------------------------------------------------2
1.3論文組織架構--------------------------------------------------------3
第二章 相關知識背景介紹--------------------------------------------------4
2.1語音的分析-----------------------------------------------------------4
2.1.1響度------------------------------------------------------------4
2.1.2音域------------------------------------------------------------5
2.1.3音色------------------------------------------------------------6
2.1.4即時性---------------------------------------------------------6
2.2介紹無線網路與目前發展情況-----------------------------------6
2.2.1無線地區網路WRAN-------------------------------------7
2.2.2無線廣域網路WWAN-------------------------------------7
2.2.3無線城域網路WMAN-------------------------------------8
2.2.4無線區域網路WLAN--------------------------------------8
2.2.5無線個域網路WPAN--------------------------------------9
2.3 WPAN類型---------------------------------------------------------11
2.3.1藍牙IEEE802.15.1----------------------------------------11
2.3.2 IEEE 802.15.2----------------------------------------------12
2.3.3無線超寬頻IEEE802.15.3-------------------------------12
2.4 IEEE 802.15.4的相關介紹---------------------------------------14
2.5遠距離移動式無線語音傳輸方式-------------------------------19
2.5.1全球移動通訊系統GSM---------------------------------19
2.5.2個人手持式電話系統PHS-------------------------------20
2.5.3無線應用協定WAP---------------------------------------21
2.6短距離無線語音傳輸----------------------------------------------22
2.6.1無線電對講機-----------------------------------------------22
2.6.2室內無線電話-----------------------------------------------22
2.7語音訊號前置處理-------------------------------------------------23
2.7.1麥克風前置放大器-----------------------------------------23
2.7.2語音訊號取樣-----------------------------------------------24
2.7.3語音訊號量化-----------------------------------------------25
第三章 設計流程與系統架構----------------------------------------------27
3.1硬體架構-------------------------------------------------------------27
3.1.1開發板介紹--------------------------------------------------27
3.1.2類比/數位轉換器介紹------------------------------------28
3.1.3射頻數據機--------------------------------------------------29
3.1.4麥克風前置放大器介紹-----------------------------------30
3.1.5數位/類比轉換器介紹------------------------------------33
3.2發展軟體平台-------------------------------------------------------33
3.2.1專案產生器--------------------------------------------------33
3.2.2WinARM-----------------------------------------------------34
3.3困難問題-------------------------------------------------------------34
3.4系統架構-------------------------------------------------------------35
3.5運作流程-------------------------------------------------------------36
第四章 實驗結果的分析與實作-------------------------------------------38
4.1步驟所需時間-------------------------------------------------------38
4.1.1系統取樣時間-----------------------------------------------38
4.1.2類比/數位轉換器轉換時間-------------------------------39
4.1.3數位/類比轉換器轉換時間-------------------------------40
4.1.4封包傳遞時間-----------------------------------------------41
4.1.5總延遲時間--------------------------------------------------42
4.2類比/數位以及數位/類比轉換器實際轉換測量資料--------42
4.2.6實驗設定各個比較-----------------------------------------43
4.3探討資料合理性----------------------------------------------------44
4.4描述語音的資料封包設定及其傳遞的詳細情況-------------45
第五章 結論及未來展望----------------------------------------------------48
5.1結論-------------------------------------------------------------------48
5.2未來展望-------------------------------------------------------------48
參考文獻-----------------------------------------------------------------------50
附錄A論文英文稿-----------------------------------------------------------52

圖目錄
圖2.1通訊技術概念圖------------------------------------------------------10
圖2.2無線通訊分布圖------------------------------------------------------10
圖2.3Zigbee標準現況(Zstack)-------------------------------------------15
圖2.4無線通訊距離以及速率---------------------------------------------18
圖2.5取樣20次--------------------------------------------------------------25
圖2.6解析度8bits之量化圖-----------------------------------------------26
圖3.1系統基本方塊圖------------------------------------------------------27
圖3.2研發板俯瞰圖---------------------------------------------------------28
圖3.3MC13201與MCU方塊圖-------------------------------------------30
圖3.4壓縮比的影響---------------------------------------------------------31
圖3.5噪音門檻值的影響---------------------------------------------------32
圖3.6前置放大器俯瞰圖---------------------------------------------------32
圖3.7系統架構圖------------------------------------------------------------36
圖4.1ADC延遲時間省略原因---------------------------------------------40
圖4.2DAC延遲時間省略原因---------------------------------------------41
圖4.3 RF傳遞時間-----------------------------------------------------------42
圖4.4傳送端加前置放大器透過802.15.4傳送至接收端------------44
圖4.5傳送端單一錄放------------------------------------------------------44
圖4.6電阻分壓法------------------------------------------------------------45
圖4.7參考電壓更正為1.7伏特-------------------------------------------45
圖4.8軟體流程圖------------------------------------------------------------46
圖4.9封包資料單元---------------------------------------------------------47

表目錄
表2.1聲音頻率範圍說明----------------------------------------------------5
表2.2wireless比較表--------------------------------------------------------11
表2.3Zigbee各頻段規格----------------------------------------------------17
表2.4WPAN比較表----------------------------------------------------------18
表3.1壓縮比與阻抗---------------------------------------------------------31
表3.2噪音門檻值與阻抗---------------------------------------------------31
表4.1ADC轉換時間比較表------------------------------------------------39
表4.2DAC轉換時間比較表------------------------------------------------40

公式目錄
公式3.1-------------------------------------------------------------------------29
公式3.2-------------------------------------------------------------------------33
公式4.1-------------------------------------------------------------------------45
公式4.2-------------------------------------------------------------------------47
參考文獻 參考資料
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