基于激光通信技术语音传送装置

长春理工大学本科毕业设计I编号本科生毕业设计基于激光通信技术的语音传送装置Laser-basedtransmissionofvoicecommunicationtechnologydevices2008年月长春理工大学本科毕业设计I摘要激光通信是以激光光波为载波,并用脉冲数字编码来调制这一载波的通信方法激光具有扩散小、相干性和方向性好、光束功率密度大等优点,因而适合于保密通信和航天通信与无线电微波通信相比,激光通信由于其通信容量大,发射天线体积小，抗射频,抗电磁脉冲干扰以及反窃听性能好,特别是抗核破坏能力强等优点而倍受军事和航天领域的青睐。本文介绍了大气激光通信的原理，以及激光通信系统的组成等。简要的介绍了单片机ATMEGA32的结构特点和其引脚配置，简单说明它对音频设置的实现。从而设计一款基于激光通信系统的语音传送装置。该论文介绍了系统的总体设计，并着重说明该设计的硬件、软件的设计，然后简单描述了调试，分析的结果以及设计中的不足之处。关键词：激光通信ATMEGA32UARTABSTRACTLasercommunicationisbasedonlaserlightforthecarrier,anddigitalpulsecodemodulationofthecarriertothecommunicationmethodofthelaserwiththeproliferationofsmall,coherentanddirectional,andthebeampowerdensity,etc.,thussuitableforsecurecommunicationsandspacecommunicationsandradiocomparedtomicrowavecommunications,lasercommunicationsasaresultofitscommunicationscapacitytolaunchanti-smallRFantenna,anti-electromagneticpulseinterference,aswellasgoodanti-wiretapping,anti-nucleardamageinparticulartheadvantagesofstrongandpopularmilitaryandspaceofallages.Thispaperintroducestheprincipleofatmosphericlasercommunications,aswellaslasercommunicationsystem。Briefintroductionofthestructuralcharacteristicsofsingle-chipATMEGA32anditspinconfiguration,abriefdescriptionoftheachievementofitsaudiosettingssoastodesignalaser-basedcommunicationssystemofvoicetransmissiondevice.Thispaperintroducesthesystemdesign,andhighlightsthedesignofhardware,softwaredesign,andthenabriefdescriptionofthedebugging,analysis,anddesigndeficiencies.Keywords:LasercommunicationATMEGA32UART长春理工大学本科毕业设计I目录第一章绪论.................................................-1-1.1激光通信简介..............................................................................-1-1.2国内外发展现况..........................................................................-2-第二章课题设计原理..........................................-3-2.1大气激光通信系统......................................................................-3-2.1.1激光器......................................................................................................-3-2.1.2光的调制..................................................................................................-4-2.1.4光接收系统..............................................................................................-5-2.2ATMEGA32简介.........................................................................-6-2.2.1引脚说明..................................................................................................-6-2.2.2特点及功能...............................................................................................-7-第三章硬件电路电路设计.......................................-8-3.1总体方案设计..............................................................................-8-3.2硬件电路设计..............................................................................-9-第四章软件设计..............................................-12-4.1半双工软件UART....................................................................-12-4.2发送子程序................................................................................-13-4.3接收子程序................................................................................-16-4.4程序设计....................................................................................-18-4.4.1测试程序................................................................................................-18-4.4.2音频发送程序........................................................................................-18-4.4.3语音接收程序........................................................................................-19-4.5音频设置....................................................................................-19-结论......................................................-20-参考文献.....................................................-21-致谢.......................................................-22-长春理工大学本科毕业设计-1-第一章绪论信息高速公路的发展需要建立传输速率快、信息量大、覆盖空间光的通信网路系统。随着国家信息基础设施NNI和全球信息基础设施GII的提出，对通信的要求越来越高，而目前卫星通信所采用的微波通信技术将受到体积、重量、功耗等方面的严格限制不能无限制地提高传输速率与容量。在卫星通信日益拥挤的今天，采用光频波段通信有极大的潜力，是实现高速大容量通信的最佳方案，这已经取得了通信领域许多专家的共识。1.1激光通信简介所谓激光通信,是以激光光波为载波,并用脉冲数字编码来调制这一载波的通信方法激光具有扩散小、相干性和方向性好、光束功率密度大等优点,因而适合于保密通信和航天通信与无线电微波通信相比,激光通信由于其通信容量大,发射天线体积小，抗射频,抗电磁脉冲干扰以及反窃听性能好,特别是抗核破坏能力强等优点而倍受军事和航天领域的青睐。激光通信技术将激光与电子很好地结合在一起，与以往的通信技术相比，具有四个显著的特点。（1）通信容量大。通信容量的大小，通常指一对电线（或电缆）上能通多少路电话，激光可用的频率范围为1ⅹ107-1ⅹ109兆赫，比微波频率高10万-100万倍，一束激光可容纳100亿路电话。如果全球人口按60亿计算，则全世界的人同时利用一束激光通信还绰绰有余。（2）通信质量高。且F指抗干扰性强，信噪比高，失真度小。激光通信能有效地满足这些要求：通电话声音清晰；传输数据准确无误；传递图像色彩逼真。（3）保密性好。由于激光几乎是一束平行而准直的细线，在空间传播时它的发散角很小，加之用以传输信息的激光大多是不可见的红外光，所以想截获激光非常困难。（4）原料足，价格低。制造光纤的原料是地球上取之不尽的石英，只要几克石英就能制出一公里长的光纤。因而用光纤代替普通金属导线可以节约大量宝贵的有色金属铜和铝。由于光导纤维的传输损耗低，因此中继站距离长。一般同轴电缆每隔3千米就要设一个中继站，距离可超出30千米，这就意味着采用光纤通信的投资可以大大降低。长春理工大学本科毕业设计-2-1.2国内外发展现况激光问世后，将激光应用于通信的想法就随之产生了。在国际上，美国、英国，日本、前苏联等国家，广泛开展了对激光大气通信的深入研究。早在二十世纪70年代，人们就开始了激光大气通信技术的研究，但由于当时光纤通信较为成功，激光自由空间的通信未能得到充分重视。近几年来，由于移动通信的需要和微波通信的带宽限制，光自由空间的通信取得了很大的进展。美国朗讯公司采用1.55μm波段的半导体激光器加光纤放大器（EDFA）作为发射光源，并采用波分复用结构，实现10Gbps容量的空间光通信。本、欧洲等国家也报道了几种空间激光通信装置。我国电子科技大学采用二氧化碳激光器（10.6μm波长，内腔式），实现定点双工四线制三路电话的大气通信（技术成果编号88210414）；中山大学激光与光谱学研究所采用音频或数字信号的调幅激光制式工作实现大气通信传输（技术成果编号