一种时分复用无线紫外光通信发射系统技术方案

本实用新型专利技术涉及无线紫外光通信技术领域，公开了一种时分复用无线紫外光通信发射系统，包括了语音转换系统、语音编码处理系统、LED紫外光源系统，采用紫外LED光源阵列作为发射机的紫外光源，有效解决了紫外激光器价格昂贵、低压汞灯体积庞大的不足；使用时分复用通信体制，语音信号分时段发送，保证了用户通话的连续性；采用抛物面反射式发射天线，紫外光源功率利用率明显提高，有效通信距离加大。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线紫外光通信
，特别是一种时分复用无线紫外光通信发射系统。
技术介绍
由于大气层中臭氧对200nm-280nm紫外光的强烈吸收作用，到达近海平面的紫外光辐射几乎衰减为零，这为工作在该波段的紫外光通信系统提供了一个良好的通信背景。紫外光在大气中的散射作用使紫外光的能量传输方向发生改变，这为紫外光通信奠定了通信基础。现有技术中，采用紫外激光器或是低压汞灯作为紫外光源，通过紫外激光器或是低压汞灯，在发射端将信息电信号调制加载到该紫外光载波上，已调制的紫外光载波信号利用大气散射作用进行传播。但是，紫外激光器转换效率低、价格昂贵、使用寿命短、脉冲重复周期对温度敏感以及不易低压高速驱动，并不适用于低成本、低功耗的场合。另一方面，由于受制造工艺的影响，低压汞灯需要预热及高压，且体积大，响应速度很慢，调制特性差，传输速率低且无法满足全双工通信要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种时分复用无线紫外光通信发射系统，解决了单个紫外LED功率不足的缺陷，克服了低压汞灯体积大的不足，摆脱了紫外激光器价格昂贵的困扰，造价低廉、经济效益高。同时，本专利技术使用时分复用技术，解决了通信双方语音通话断续问题，可实现等效全双工通信。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术公开了一种时分复用无线紫外光通信发射系统，包括了语音转换系统、语音编码处理系统、LED紫外光源系统，语音转换系统通过信号线路与语音编码处理系统相连，语音编码处理系统通过输配线路与LED紫外光源系统相连。其中，语音转换系统以VC-20-MR2全双工的语音编码-解码芯片作为语言信号的采集和编码芯片，并且集成了A/D转换线路和D/A转换线路，其中A/D转换线路将语音信号送入编码器进行编码，解码器将信号数据通过D/A转换线路转换为语音信号，VC-20-MR2全双工的语音编码-解码芯片编解码速率为2.4kb/s或4.8kb/s，每隔20ms进行一帧的处理。其中，语音编码处理系统包括了以下操作步骤：纠错编码：采用线性分组码对接受到的音频信号进行纠错编码，其中净荷速率为8.4kbps；交织：将每20ms所处理的一帧信号96比特加上对应的纠错编码72比特共168比特数据组成的12*14的矩阵进行行列互换，完成交织；加密扰码：采用生成多项式x7+x6+1进行加密扰码；插入正交帧头：在纠错编码，交织，加密扰码处理的数据接收端添加一个32比特的正交帧头，优选为以每2个20ms帧加一个正交帧头。TDM控制：TDM系统在完成多个用户间的通讯时，在每个通讯信号中增加一个20ms时间保护带，在此期间所有用户均不发送数据。其中，LED紫外光源系统包括了信号调制系统和LED紫外光源阵列,信号调制系统通过信号控制主控三极管的通断，实现对光源的调制，主控三极管优选为2SD1769型NPN功率三极管，最大工作电压120V，最大电流允许值6A，最大工作频率100MHz，集电极最大耗散功率为50W；LED紫外光源阵列采用先串联后并联的方式连接，且每个串联回路的LED紫外光源数目相同，优选的，LED紫外光源阵列中每一串联回路设置有可控恒流源。优选的，还包括有反射式光学发射天线，反射式光学发射天线由柱形抛物面反射镜组成，其中抛物面反射镜表面蒸镀有氧化铝薄膜，LED紫外光源阵列安装于柱形抛物面反射镜的焦点处。本技术具有以下有益效果：1.本技术通过采用紫外LED光源阵列作为发射机的紫外光源，有效解决了紫外激光器价格昂贵、低压汞灯体积庞大的不足；使用时分复用通信体制，语音信号分时段发送，保证了用户通话的连续性；采用抛物面反射式发射天线，紫外光源功率利用率明显提高，有效通信距离加大。附图说明图1为本技术整体的流程示意图。图2为本技术的语音转换系统结构示意图。图3为本技术的反射式光学发射天线结构示意图。主要组件符号说明:1：柱形抛物面反射镜，2：LED紫外光源具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。如图1所示，本技术公开了一种时分复用无线紫外光通信发射系统，包括了语音转换系统、语音编码处理系统、LED紫外光源系统和反射式光学发射天线。语音转换系统通过信号线路与语音编码处理系统相连，语音编码处理系统通过输配线路与LED紫外光源系统相连。如图2所示，语音转换系统以VC-20-MR2全双工的语音编码-解码芯片作为语言信号的采集和编码芯片，并且集成了A/D转换线路和D/A转换线路，其中A/D转换线路将语音信号送入编码器进行编码，解码器将信号数据通过D/A转换线路转换为语音信号，VC-20-MR2全双工的语音编码-解码芯片编解码速率为2.4kb/s或4.8kb/s，每隔20ms进行一帧的处理。语音编码处理系统包括了以下操作步骤：纠错编码：采用线性分组码对接受到的音频信号进行纠错编码，其中净荷速率为8.4kbps；交织：将每20ms所处理的一帧信号96比特加上对应的纠错编码72比特共168比特数据组成的12*14的矩阵进行行列互换，完成交织；加密扰码：采用生成多项式x7+x6+1进行加密扰码；插入正交帧头：在纠错编码，交织，加密扰码处理的数据接收端添加一个32比特的正交帧头，优选为以每2个20ms帧加一个正交帧头。TDM控制：TDM系统在完成多个用户间的通讯时，在每个通讯信号中增加一个20ms时间保护带，在此期间所有用户均不发送数据。如图3所示，LED紫外光源系统包括了信号调制系统和LED紫外光源阵,信号调制系统通过信号控制主控三极管的通断，实现对光源的调制，主控三极管为2SD1769型NPN功率三极管，最大工作电压120V，最大电流允许值6A，最大工作频率100MHz，集电极最大耗散功率为50W；LED紫外光源阵列采将LED紫外光源2先串联后并联的方式连接，且每个串联回路的LED紫外光源2数目相同，LED紫外光源阵列中每一串联回路设置有可控恒流源，反射式光学发射天线由柱形抛物面反射镜1组成，其中抛物面反射镜表面蒸镀有氧化铝薄膜，LED紫外光源阵列安装于柱形抛物面反射镜1的焦点处。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时分复用无线紫外光通信发射系统，其特征在于，包括了语音转换系统、语音编码处理系统、LED紫外光源系统，所述的语音转换系统通过信号线路与语音编码处理系统相连，所述的语音编码处理系统通过输配线路与LED紫外光源系统相连。

【技术特征摘要】
1.一种时分复用无线紫外光通信发射系统，其特征在于，包括了
语音转换系统、语音编码处理系统、LED紫外光源系统，所述的语音
转换系统通过信号线路与语音编码处理系统相连，所述的语音编码处
理系统通过输配线路与LED紫外光源系统相连。
2.如权利要求1所述的一种时分复用无线紫外光通信发射系统，
其特征在于：所述的语音转换系统以VC-20-MR2全双工的语音编码-
解码芯片作为语言信号的采集和编码芯片，并且集成了A/D转换线路
和D/A转换线路，其中A/D转换线路将语音信号送入编码器进行编码，
解码器将信号数据通过D/A转换线路转换为语音信号，所述的
VC-20-MR2全双工的语音编码-解码芯片编解码速率为2.4kb/s或
4.8kb/s，每隔20ms进行一帧的处理。
3.如权利要求1所述的一种时分复用无线紫外光通...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩稼民，张正军，邢仁平，徐嘉驰，王贝贝，孟令贺，杨萌，柳华勃，周雪艳，马晓雨，李浩宁，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61