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资源说明：根据水声通信的复杂信道特性，对混合激励线性预测语音编码MELP算法和低密度奇偶校验码LDPC的结合进行了研究，设计了基于ARM+DSP的多载波水声实时语音通信样机。经水池实验测试，系统表现出良好的实时性和语音可懂度性能，可分辨出不同说话人的声音。
本文探讨了基于MELP（混合激励线性预测）算法的水下实时语音通信机的研究与实现，结合了低密度奇偶校验码（LDPC）以适应水声通信的复杂信道特性。该系统设计了一款基于ARM+DSP架构的多载波水声通信样机，经过水池实验验证，展示出了优秀的实时性和语音可懂度。
水下实时语音通信对于海洋资源开发和水下作业的指挥协调至关重要。然而，水声信道的特性使得通信面临频带窄、信息传输速率低的挑战。为了解决这些问题，研究者采用了MELP语音编码算法，它是一种2.4kb/s的高效压缩技术，能在保持良好语音质量的同时，降低数据传输量。同时，结合LDPC码，这种接近Shannon限的纠错编码技术，能有效对抗水声信道中的高噪声和多径干扰，提高传输的可靠性。
系统的关键技术包括：
1. **OFDM调制解调技术**：正交频分复用（OFDM）因其高频率利用率、抗多径干扰和快速算法的优势被选中。系统设计了一个针对水声信道特点的基带OFDM帧结构，包括帧同步信号和保护间隔，确保数据正确传输。OFDM调制和解调通过离散傅立叶变换实现，使用DDS和线性调频信号进行同步，采用QPSK映射方式进行信息调制。
2. **信道编码**：使用了LDPC码作为纠错编码方案，特别是准循环LDPC码（QC-LDPC），具有简单硬件实现和优异的抗噪声性能。配合迭代译码算法，可以达到接近Shannon限的性能，有效处理随机差错和突发差错，确保在高噪声环境下仍能保持低误码率。
3. **语音压缩**：选择了美国联邦标准MELP2.4，它能提供高质量的语音压缩，并且在10-3的误码率下仍能保持良好的语音可懂度和自然度。MELP2.4编码后的帧长为22.5ms，每帧包含54bit，适合低速率的水声通信系统。
通过这些关键技术的集成，设计的实时语音通信样机能够在无PC机辅助的情况下实现人机交互，增强了系统的灵活性并降低了开发成本。实验证明，该样机的方案合理，语音通信效果令人满意，为水下实时语音通信提供了实用的解决方案。
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