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基于STM32的紫外光散射通信系统设计与实现

作　者: 朱诗波
导　师: 陈远知；邓中亮
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 日盲紫外光光电倍增管语音压缩 NLOS 全双工
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

紫外光通信是一种新型的自由空间光通信方式,它与红外通信、射频通信相比较具有一些更好的优点,如保密性好、抗干扰性能好、非直视通信,因此,紫外光通信非常适用于军队特种通信对保密的要求。短距离非视距紫外光通信基于两个相互关联的物理现象：一是大气层中的臭氧对波长在200nm到280nm之间的紫外光有强烈的吸收作用,这个区域被叫做“日盲区”,到达地面的“日盲区”紫外光辐射可以被忽略；另一现象是地球表面的“日盲区”紫外光被大气强烈散射。本文根据紫外光的发光特性,讨论了搭建紫外光通信系统关键器件的选择。低压汞灯因其高转换效率,功率大,光谱线集中在日盲段等优越性能成为本系统的发射光源。探讨了低压汞灯的发光原理以及其外在伏安特性,并综合考虑待调制基带信号的特性为二进制式数字信号,系统最终选用二进制频移键控2FSK调制方式。紫外通信系统数据传输速率很低,为实现以紫外光为媒介的语音通信,提出了一种以CMX638芯片为基础的语音编码压缩方案。整个系统以STM32微控制器为处理芯片,以光电倍增管MP922为紫外光探测器件,从紫外光大气模型分析出发,在实验室实现了点对点信息传输。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 引言  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11
  1.3 紫外光通信目前存在的问题及研究意义  11-12
    1.3.1 日盲紫外光通信速率有待提高  11-12
    1.3.2 日盲紫外光通信距离需要扩大  12
    1.3.3 日盲紫外光通信要求新的调制和解调手段  12
  1.4 本文的主要内容及结构  12-14
第二章 STM32微控制器  14-19
  2.1 Cortex-M3处理器  14-16
    2.1.1 特点分析  14-15
    2.1.2 Cortex-M3处理器的基本结构  15-16
  2.2 STM32微控制器概述  16
    2.2.1 简介  16
    2.2.2 应用领域  16
  2.3 STM32的系统特点  16-18
  2.4 本章小结  18-19
第三章紫外光散射信道分析与建模  19-27
  3.1 引言与定义  19-20
  3.2 大气对紫外光的散射和吸收效应  20-23
  3.3 紫外光大气传播模型  23-25
  3.4 本章小结  25-27
第四章紫外光通信原理与系统架构设计  27-34
  4.1 紫外光通信原理  27-28
  4.2 NLOS模型  28-31
  4.3 紫外光散射通讯模式  31-32
  4.5 本章小结  32-34
第五章系统软硬件架构设计  34-60
  5.1 硬件设计与实现  35-56
    5.1.1 光源选取  35-40
    5.1.2 语音处理电路设计与实现  40-44
    5.1.3 光学处理部分设计与实现  44-45
    5.1.4 驱动调制电路设计与实现  45-54
    5.1.5 检测与解调电路设计与实现  54-56
  5.2 软件设计与实现  56-59
  5.3 本章小结  59-60
第六章系统总结与展望  60-67
  6.1 实验系统与结果  60-63
  6.2 工作小结  63-64
  6.3 后期研究与工作展望  64-65
  6.4 结束语  65-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
作者攻读学位期间发表的学术论文  70

基于STM32的紫外光散射通信系统设计与实现

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