紫外光直视型语音通信系统研究实现

发布时间：2020-06-21 10:05

【摘要】：紫外光通信是一种新兴通信方式,大多应用于极端军事作战中,紫外日盲区的存在,使其拥有高保密性、抗干扰、抗截获能力强等优势。紫外光通信以紫外光为载体,将文本、语音和视频图像等信号进行传输通信,其中语音通信是最基本、最重要的通信方式。将语音搭载到紫外光上进行通信,可以极大地发挥紫外光通信高保密抗干扰等优势,无需进行线路铺设,适用于极端作战环境,对实现即时通信、保密通信有着重大的现实意义。因此,紫外光语音通信是未来语音通信的研究热点和主要发展方向。首先,本文总结了紫外光通信特点和应用,以及紫外光通信国内外研究进展与现状;深入分析了紫外光传输过程中大气吸收、大气散射和大气湍流效应对紫外光通信的影响,研究了紫外光通信的传输模型;介绍了语音编解码的相关理论,总结了低速率语音编码算法的技术分类和语音编码性能评价方法。其次,进行了紫外光语音通信系统总体设计,对系统关键器件和实现工具进行了对比选择;深入研究了2.4 kbps MELP声码器,改进设计了新的MELP参数编码量化方案,形成了超级帧声码器,进行了SOPC架构设计和软件算法设计,并对其主要算法模块进行顶层设计和功能仿真及在线调试;对比五种内调制算法的优缺点,选择了2FSK调制解调法,针对算法调制关键问题进行了研究解决,设计了2FSK调制解调方案,并实现了调制解调器顶层设计和FPGA实现。最后,对系统关键器件进行了器件连接和性能测试;基于WM8731构建了语音录放及频谱显示系统,对语音系统进行了顶层设计并总结了语音信号处理流程,对整个语音处理信号进行了FPGA在线调试;搭建了紫外光直视型语音通信系统,详细阐述了系统数据处理流程,对编码调制输入信号和解调输出信号进行了观察测定,发现信号波形稳定,且将原始语音、2.4 kbps MELP编码语音和改进MELP编码语音进行了模拟语音波形对比,并对三种语音进行了MOS得分评定,结果表明:改进MELP编码语音经紫外光传输后MOS分达到2.8分,符合战术通信标准。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.1;TN912.3
【图文】：

示意图,紫外光,示意图,短距离

大气散射效应，发射端紫外光不但可以进行直视对接式的信过信道链路中的障碍物，在接收端通过光电探测器对光信号实现全天候的非视距全方位通信。外光通信的应用由于紫外光有着区别于其他短距离无线通信的隐蔽安全、抗通信等特点，让其成为拥有极大潜力的新型军事短距离无线都在积极探索研究，各军种部队都会有广泛的应用前景。紫用如下：种分队队内语音通信部队作战一般都处于较极端的地形位置，战场环境复杂，但米内，且处于非视距范围内。当常规通信无法展开时，便可，保持分队之间的即时通信，指挥和协调分队的行动。此时4 kpbs，语音 MOS 得分需达到 2.5 分以上才能较好地满足实特种分队队内紫外光语音通信系统示意图如图 1.1 所示。

示意图,方舱,紫外光,通信系统

图 1.2 通信方舱紫外光通信系统示意图ication system cabin ultraviolet communication system 内部通信通信一般存在两个问题。一是多兵种联合作若使用常规通信，则会面临极大的电磁干扰成极大的影响[9]；二是舰艇编队在特定条件下命令的下达。而紫外光通信具有的高抗干扰信优势。因此，紫外光通信可以作为舰艇编部通信示意图如图 1.3 所示。

【参考文献】