短距离无线通信ctcss的分析与设计
摘 要 随着短距离无线通信用户的增加，频率资源开始紧缺，频率串扰问题越来越严重，用户体验变得越来越差。连续音频编码静噪系统（CTCSS）的应用，有效地防止不相干用户的干扰，提高了频率的利用率，很好地解决了这两个问题。 本论文先是对CTCSS系统和原理进行分析，其基本原理就是发送端产生一个CTCSS码和消息一起发送，在接收端对收到的信号进行解码和本机内置CTCSS码对比，相同的话就打开静噪，否则关闭静噪。按系统的原理大致地将系统大致分为本地音频读取（声源）模块、交换机选择模块、CTCSS码生成模块和调制器模块等四个模块，再根据模块的功能在simulink库里选择需要simulink块，对模块进行更为详细的分析。 本设计是基于MATLAB的simulink平台进行的，选择这个平台的原因就是有simulink大量的工具箱可供使用，有了这个平台大大缩短了设计过程。根据前面的分析设计好各个模块，再将这些小模块整合到一起进行分析调试，多次调试修改参数后，和接收部分进行最后的调试仿真，最终仿真得出需要的结果。
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1背景意义 1
1.1.1背景 1
1.1.2意义 2
1.2论文结构 3
第二章 连续音频编码静噪系统 4
2.1CTCSS简介 4
2.2静噪系统 4
2.3 CTCSS概况 5
2.4CTCSS原理 6
2.5本章小结 8
第三章 CTCSS的设计 9
3.1 设计平台介绍 9
3.1.1MATLAB简介 9
3.1.2simulink简介 9
3.2设计思路 10
3.3声源模块设计 11
3.3.1单音 12
3.3.2正弦波 13
3.3.3本地音频文件 14
3.3.4多接口交换机 16
3.3.5声源部分 18
3.
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4调制器设计 19
3.4.1滤波器设计 19
3.4.2调制器 19
3.5CTCSS码生成器和加法器 21
3.5.1CTCSS码生成器 21
3.5.2加法器 24
3.6发送部分 25
3.7本章小结 25
第四章仿真结果分析 26
4.1仿真结果及分析 26
4.2问题及解决方法 28
4.3本章小结 29
第五章总结展望 30
5.1总结 30
5.2展望 30
参考文献 31
外文文献 32
Comparative Analysis of CTCSS Decoding Algorithms 32
Ⅰ. INTRODUCTION 32
Ⅱ. CTCSS STRUCTURE 33
Ⅲ. CTCSS DECODING ALGORITHM 33
Ⅳ. EXPERIMENT RESULTS 35
Ⅴ. CONCLUSION 38
外文文献翻译 40
CTCSS解码算法的比较分析 40
Ⅰ、简介 40
Ⅱ、CTCSS结构 40
Ⅲ、CTCSS解码算法 41
Ⅳ、实验结果 43
Ⅴ、结论 45
第一章 绪论
1.1背景意义
1.1.1背景
CTCSS[1]应用在短距离无线通信中的一种技术，在介绍背景之前先了解一下短距离无线通信[2]的发展史。无线通信作为移动通信常用的一种通信方式，短距离无线通信（比如说对讲机）由于它的使用简单、方便、价格便宜等优点，使用越来越广泛。短距离无线通信最大的特点就是便携，能在各种情况下做出迅速反应，不管是在工业方面、政府、还是公共安全（比如说处理紧急突发事件）都发挥着重要的不可替代的作用。
早在80多年前就有了无线通信，只是那个时候大部分都是军用。最早的无线通信设备之Motorola公司在1936年生产的，不过只能在警车上面使用。不久后，应美国军方的要求，Motorola公司生产出了世界上第一台手持的设备。再后来，随着调频系统的使用，大幅改善了短距离通信系统的抗噪声能力和通信距离，二战期间，公司为美国军方研发出了一种通信距离可达16公里的无线通信。战后，这些短距离通信技术从军用转变为商用，日渐成为一种常用的生活工具，在救护车、警车、出租车、安保，甚至是商场，都能看到它们的身影。到了60年代初，Motorola公司推出了一款型号为HT200的手持无线通信设备，相比之前的那些型号，新的产品重量轻了百分之四十，体积则是减少了一半，而在输出功率方面，则是增加了1.5倍，这大幅提高了通信距离。
到了90年代后，社会开始步入数字化时代，通信也开始朝着数字化方向发展。世界上第一台全数字的短距离无线通信设备ASTRO（Motorola公司在1991年推出）问世，标志着数字技术在无线通信系统中的使用。
进入到21世纪后，短距离无线通信的使用与日俱增，尤其是在建筑、服务、运输、铁路、公安等行业，常用于一个团体之间联系或者说是指挥，大大提高了通讯的效率和应对突发时间的反应速度。伴随着短距离通信使用愈发广泛，常规的模拟无线通信频谱资源利用率有限，数字化通信已经是势不可挡，其原因也是显而易见的，主要有如下几个方面：
首先，比起模拟的通信方式，数字化通信能更好地利用频谱资源；其次，传统的模拟通信只能传送单一的话音信号，而数字化通信技术的使用则打破了这一局限；第三是，数字化通信技术能够提供更清晰的话音信号。另外，还有安全系数高、重量轻、环保等优势。
从整个短距离无线通信的发展历史来看，从军用到商用，从点对点到多对多，从模拟到数字，它的使用已经是十分普遍，往后它的发展趋势肯定是朝着小型化、数字化方向不断前进，它的重要性也会与日俱增。
1.1.2意义
随着手机的普及，最近几年，通信技术发展非常迅速，通讯工具充斥在我们生活的各个领域。通信方式也从最初的有线变成现在使用非常广泛的无线，通信技术也一次次有了飞跃。往后，无线通信技术会朝着宽带和多媒体等综合数据业务方向发展，最终实现无时间地点限制的通信。虽然短距离无线通信带来了更强的便携性，但由此也带来了各种安全问题，也正是这些问题在阻碍者短距离通信的发展。在这些问题中，首当其冲的就是频率串扰问题，其次就是频率资源紧缺问题。
连续语音控制静噪系统[3][4]一开始是Motorola公司研制的，研制它的初衷就是为了解决对讲机使用过程中频率串扰的问题。鉴于使用对讲机时它的频率不是连续的，而是在频率中的某一段，因此使用对讲机时不同用户只要避免在一个频率之间使用，接收机也就不会收到不相干用户的干扰。CTCSS的使用，不同用户即便是使用同一频率但只要是不同亚音，就能解决上述问题。最近十年很多厂家生产的对讲机设备都会配备亚音频静噪功能，然而很多设备都只是对信号进行亚音频编码在接收机部分却没有相应的解码功能。
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1背景意义 1
1.1.1背景 1
1.1.2意义 2
1.2论文结构 3
第二章 连续音频编码静噪系统 4
2.1CTCSS简介 4
2.2静噪系统 4
2.3 CTCSS概况 5
2.4CTCSS原理 6
2.5本章小结 8
第三章 CTCSS的设计 9
3.1 设计平台介绍 9
3.1.1MATLAB简介 9
3.1.2simulink简介 9
3.2设计思路 10
3.3声源模块设计 11
3.3.1单音 12
3.3.2正弦波 13
3.3.3本地音频文件 14
3.3.4多接口交换机 16
3.3.5声源部分 18
3.
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4调制器设计 19
3.4.1滤波器设计 19
3.4.2调制器 19
3.5CTCSS码生成器和加法器 21
3.5.1CTCSS码生成器 21
3.5.2加法器 24
3.6发送部分 25
3.7本章小结 25
第四章仿真结果分析 26
4.1仿真结果及分析 26
4.2问题及解决方法 28
4.3本章小结 29
第五章总结展望 30
5.1总结 30
5.2展望 30
参考文献 31
外文文献 32
Comparative Analysis of CTCSS Decoding Algorithms 32
Ⅰ. INTRODUCTION 32
Ⅱ. CTCSS STRUCTURE 33
Ⅲ. CTCSS DECODING ALGORITHM 33
Ⅳ. EXPERIMENT RESULTS 35
Ⅴ. CONCLUSION 38
外文文献翻译 40
CTCSS解码算法的比较分析 40
Ⅰ、简介 40
Ⅱ、CTCSS结构 40
Ⅲ、CTCSS解码算法 41
Ⅳ、实验结果 43
Ⅴ、结论 45
第一章 绪论
1.1背景意义
1.1.1背景
CTCSS[1]应用在短距离无线通信中的一种技术，在介绍背景之前先了解一下短距离无线通信[2]的发展史。无线通信作为移动通信常用的一种通信方式，短距离无线通信（比如说对讲机）由于它的使用简单、方便、价格便宜等优点，使用越来越广泛。短距离无线通信最大的特点就是便携，能在各种情况下做出迅速反应，不管是在工业方面、政府、还是公共安全（比如说处理紧急突发事件）都发挥着重要的不可替代的作用。
早在80多年前就有了无线通信，只是那个时候大部分都是军用。最早的无线通信设备之Motorola公司在1936年生产的，不过只能在警车上面使用。不久后，应美国军方的要求，Motorola公司生产出了世界上第一台手持的设备。再后来，随着调频系统的使用，大幅改善了短距离通信系统的抗噪声能力和通信距离，二战期间，公司为美国军方研发出了一种通信距离可达16公里的无线通信。战后，这些短距离通信技术从军用转变为商用，日渐成为一种常用的生活工具，在救护车、警车、出租车、安保，甚至是商场，都能看到它们的身影。到了60年代初，Motorola公司推出了一款型号为HT200的手持无线通信设备，相比之前的那些型号，新的产品重量轻了百分之四十，体积则是减少了一半，而在输出功率方面，则是增加了1.5倍，这大幅提高了通信距离。
到了90年代后，社会开始步入数字化时代，通信也开始朝着数字化方向发展。世界上第一台全数字的短距离无线通信设备ASTRO（Motorola公司在1991年推出）问世，标志着数字技术在无线通信系统中的使用。
进入到21世纪后，短距离无线通信的使用与日俱增，尤其是在建筑、服务、运输、铁路、公安等行业，常用于一个团体之间联系或者说是指挥，大大提高了通讯的效率和应对突发时间的反应速度。伴随着短距离通信使用愈发广泛，常规的模拟无线通信频谱资源利用率有限，数字化通信已经是势不可挡，其原因也是显而易见的，主要有如下几个方面：
首先，比起模拟的通信方式，数字化通信能更好地利用频谱资源；其次，传统的模拟通信只能传送单一的话音信号，而数字化通信技术的使用则打破了这一局限；第三是，数字化通信技术能够提供更清晰的话音信号。另外，还有安全系数高、重量轻、环保等优势。
从整个短距离无线通信的发展历史来看，从军用到商用，从点对点到多对多，从模拟到数字，它的使用已经是十分普遍，往后它的发展趋势肯定是朝着小型化、数字化方向不断前进，它的重要性也会与日俱增。
1.1.2意义
随着手机的普及，最近几年，通信技术发展非常迅速，通讯工具充斥在我们生活的各个领域。通信方式也从最初的有线变成现在使用非常广泛的无线，通信技术也一次次有了飞跃。往后，无线通信技术会朝着宽带和多媒体等综合数据业务方向发展，最终实现无时间地点限制的通信。虽然短距离无线通信带来了更强的便携性，但由此也带来了各种安全问题，也正是这些问题在阻碍者短距离通信的发展。在这些问题中，首当其冲的就是频率串扰问题，其次就是频率资源紧缺问题。
连续语音控制静噪系统[3][4]一开始是Motorola公司研制的，研制它的初衷就是为了解决对讲机使用过程中频率串扰的问题。鉴于使用对讲机时它的频率不是连续的，而是在频率中的某一段，因此使用对讲机时不同用户只要避免在一个频率之间使用，接收机也就不会收到不相干用户的干扰。CTCSS的使用，不同用户即便是使用同一频率但只要是不同亚音，就能解决上述问题。最近十年很多厂家生产的对讲机设备都会配备亚音频静噪功能，然而很多设备都只是对信号进行亚音频编码在接收机部分却没有相应的解码功能。
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