【摘要】：紫外光通信是一種新興通信方式,大多應(yīng)用于極端軍事作戰(zhàn)中,紫外日盲區(qū)的存在,使其擁有高保密性、抗干擾、抗截獲能力強(qiáng)等優(yōu)勢。紫外光通信以紫外光為載體,將文本、語音和視頻圖像等信號進(jìn)行傳輸通信,其中語音通信是最基本、最重要的通信方式。將語音搭載到紫外光上進(jìn)行通信,可以極大地發(fā)揮紫外光通信高保密抗干擾等優(yōu)勢,無需進(jìn)行線路鋪設(shè),適用于極端作戰(zhàn)環(huán)境,對實現(xiàn)即時通信、保密通信有著重大的現(xiàn)實意義。因此,紫外光語音通信是未來語音通信的研究熱點(diǎn)和主要發(fā)展方向。首先,本文總結(jié)了紫外光通信特點(diǎn)和應(yīng)用,以及紫外光通信國內(nèi)外研究進(jìn)展與現(xiàn)狀;深入分析了紫外光傳輸過程中大氣吸收、大氣散射和大氣湍流效應(yīng)對紫外光通信的影響,研究了紫外光通信的傳輸模型;介紹了語音編解碼的相關(guān)理論,總結(jié)了低速率語音編碼算法的技術(shù)分類和語音編碼性能評價方法。其次,進(jìn)行了紫外光語音通信系統(tǒng)總體設(shè)計,對系統(tǒng)關(guān)鍵器件和實現(xiàn)工具進(jìn)行了對比選擇;深入研究了2.4 kbps MELP聲碼器,改進(jìn)設(shè)計了新的MELP參數(shù)編碼量化方案,形成了超級幀聲碼器,進(jìn)行了SOPC架構(gòu)設(shè)計和軟件算法設(shè)計,并對其主要算法模塊進(jìn)行頂層設(shè)計和功能仿真及在線調(diào)試;對比五種內(nèi)調(diào)制算法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇了2FSK調(diào)制解調(diào)法,針對算法調(diào)制關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究解決,設(shè)計了2FSK調(diào)制解調(diào)方案,并實現(xiàn)了調(diào)制解調(diào)器頂層設(shè)計和FPGA實現(xiàn)。最后,對系統(tǒng)關(guān)鍵器件進(jìn)行了器件連接和性能測試;基于WM8731構(gòu)建了語音錄放及頻譜顯示系統(tǒng),對語音系統(tǒng)進(jìn)行了頂層設(shè)計并總結(jié)了語音信號處理流程,對整個語音處理信號進(jìn)行了FPGA在線調(diào)試;搭建了紫外光直視型語音通信系統(tǒng),詳細(xì)闡述了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程,對編碼調(diào)制輸入信號和解調(diào)輸出信號進(jìn)行了觀察測定,發(fā)現(xiàn)信號波形穩(wěn)定,且將原始語音、2.4 kbps MELP編碼語音和改進(jìn)MELP編碼語音進(jìn)行了模擬語音波形對比,并對三種語音進(jìn)行了MOS得分評定,結(jié)果表明:改進(jìn)MELP編碼語音經(jīng)紫外光傳輸后MOS分達(dá)到2.8分,符合戰(zhàn)術(shù)通信標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1;TN912.3
【圖文】：

大氣散射效應(yīng)，發(fā)射端紫外光不但可以進(jìn)行直視對接式的信過信道鏈路中的障礙物，在接收端通過光電探測器對光信號實現(xiàn)全天候的非視距全方位通信。外光通信的應(yīng)用由于紫外光有著區(qū)別于其他短距離無線通信的隱蔽安全、抗通信等特點(diǎn)，讓其成為擁有極大潛力的新型軍事短距離無線都在積極探索研究，各軍種部隊都會有廣泛的應(yīng)用前景。紫用如下：種分隊隊內(nèi)語音通信部隊作戰(zhàn)一般都處于較極端的地形位置，戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜，但米內(nèi)，且處于非視距范圍內(nèi)。當(dāng)常規(guī)通信無法展開時，便可，保持分隊之間的即時通信，指揮和協(xié)調(diào)分隊的行動。此時4 kpbs，語音 MOS 得分需達(dá)到 2.5 分以上才能較好地滿足實特種分隊隊內(nèi)紫外光語音通信系統(tǒng)示意圖如圖 1.1 所示。

圖 1.2 通信方艙紫外光通信系統(tǒng)示意圖ication system cabin ultraviolet communication system 內(nèi)部通信通信一般存在兩個問題。一是多兵種聯(lián)合作若使用常規(guī)通信，則會面臨極大的電磁干擾成極大的影響[9]；二是艦艇編隊在特定條件下命令的下達(dá)。而紫外光通信具有的高抗干擾信優(yōu)勢。因此，紫外光通信可以作為艦艇編部通信示意圖如圖 1.3 所示。

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本文編號：2723910