基于5G通信的音频数据采集与传输系统设计研究

韦善学 姜召文 张子敬

摘要：音频数据采集与传输系统在设备故障诊断中有重要作用，音频传输要求低延迟、高可靠性。本文提出一种基于5G通信的音频数据采集与传输系统，对目标声音进行高速采集与压缩，并通过5G无线网络进行传输，基于Linux系统编写Qt应用程序，实现实时性高、可靠性强的音频数据采集与传输。

关键词：5G通信;音频;树莓派;Qt

引言

声音是由物体振动产生的声波。设备在故障状态下发出的声音与正常状态时的有明显差异，声音的获取方式简单，成本低，因此，基于声音的设备故障检测方法逐步成为研究的熱点[1]。音频数据采集系统的安装位置通常需要根据目标位置确定，音频数据的传输方式应为无线网络，以便于音频数据采集系统的安装和部署。传统的无线网络延迟高、可靠性差，无法满足音频数据实时传输的要求。

5G通信是最新一代的无线通信网络，通过提高通信频率、设计大规模天线阵列、改善网络结构等方法，实现低延迟和高可靠的无线通信，适合于对无线通信质量要求高的应用。5G通信频段的Sub6G频段中有一部分是兼容2G/3G/4G网络的，其他频段是5G独有的频段，目前我国三大运行商使用的5G频段均在Sub6G频段。

结合5G通信的特点，为实现低延迟、高可靠的音频数据采集和传输，本文提出一种5G通信的音频数据采集与传输系统。

1 基于5G通信的音频数据采集与传输系统硬件设计

硬件设计框图如图 1所示，以树莓派4B为主控电路，通过USB接口与5G模块相连，5G模板选用SIM8200EA模块，实现音频数据的无线传输。……