红外线语音通信系统文献综述

本科毕业设计（文献综述）

题目红外线语音通信系统姓名

专业通信工程

学号

指导教师

信息工程学院

二○一五年五月

红外线语音通信系统

摘要

随着红外线通信技术的发展，红外线通信是目前使用较广泛的一种通信手段。由于红外线通信具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线通信技术不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。本文所要介绍的内容就是如何利用红外线通信装置，结合红外线器件设计构造出一套简易的红外线通信系统，以实现在中短距离内的红外无线通信的功能。与一般通用的红外线通信不同的是它采用同频率双信号来实现发收。此通信系统经过一些必要的扩展，基本可以实现通用和各种专用红外线通信的功能。

本人毕业设计的论题为《红外线的发射与接收系统的设计》，本文根据目前国内外学者对红外线通信的实验研究成果，借鉴他们的成功经验。这些文献给与本文很大的参考价值。本文主要查阅进几年有关红外线通信与实验研究的文献期刊。

红外线通信作为无线通信技术的一种，具有其他无线通信不可比拟的技术优越性。国内在红外线通信研究开展的也比较早，不论是理论上还是实验上，都取得了不少研究成果，但还有些不足。不过，与国外相比，还存在较大的差距。特别是针对短程同频率双信号红外通信装置的研究相对较少，实用化方面所做的工作也远远不够，效果也不是很理想。近几年关注红外线通信公司不断增大投入，因为从应用层面上讲长期可靠性工作非常重要。

自从1800年英国天文学家 F.W.赫歇尔发现红外辐射至今红外技术的发展经历了两个多世纪从那时开始红外线和红外元件、部件的科学研究逐步发展但发展比较缓慢直到1940年前后才真正出现现代的红外技术在这以前主要的研制成果主要是热敏型红外探测器通过它科学家认识了红外辐射的特性及其规律证明了红外线与可见光具有相同的物理性质。20世纪初开始通过测量大量的有机物质和无机物的吸收和发射光谱证明了红外技术在物质分析中的价值。21世纪

以来红外在红外探测、红外无线通信、红外遥感、红外成像等方面的应用都极大的改善了我们的生活方式。红外通讯技术也是随着红外技术的发展而发展尤其是进入90年代这一通信技术又有了新的发展应用范围更加广泛。1993年一个由部件、计算机系统、外围设备和电信厂商组成的大型集团—红外无线数据协会IRDA就红外通信的一套标准达成一致。

现在约有一百多家厂商支持红外通信标准。主要的PC机开发商如微软、苹果、东芝等已推出了在计算机之间采用这种高速红外数据通信的数字设备。并且它作为一种最具有成本效益和便于使用的无线通信技术越来越受到人们的关注和重视。

1 背景和意义

日常生活中，电脑、电视等电器让我们眼花缭乱，各种设备的线缆随处可见，就连我们的声音传输在很大程度上也依赖于各种各样的电缆。这种采用有线方式来传输语音信号的系统必须有大量的电缆将收发端连接起来，声音信号才能进行传输。有没有一种无需电缆的连接就能实现声音传输的方法呢？科学技术的日新月异，红外技术的飞速发展给传统的声音传输带来的很大的冲击，为通信业带来了无穷的希望和活力。红外技术的应用使得语音无线传输成为了可能，并使传输更加灵活、方便、高效。

红外技术是无线连接的鼻祖，是先进科学技术的重要组成部分，主要应用在遥控和传输方面。红外传输以红外光为载体，通过其在空中的传播来传输语音和数据的传输方式。这种通信系统传输速度快，干扰小，可靠性高，适合多种近距离无限通信场合使用，例如教师的语音教学系统，家庭居室、图书馆、医院等，在电子产品中具有官方的发展潜力。

2 国内外研究现状

由于室内无线光通信所具有的灵活、便捷及高速等特性，在国外,如美国日本等国家,许多研究所和企业长期进行该领域的研究，并陆续有产品从实验室走向商用。自从1979年IBM公司的F.R.Gfeller发表了较有影响的关于红外通信设计与实验的论文以来，有许多学者在进行红外无线通信的研究。美国加州伯克利大学电子工程和计算机科学系在IBM和HP公司的资助下进行了红外无线通信的研究。以J.R.Barry和M.Kaim为首的一批研究人员对室内无线红外光的漫射光通信取得了一定的成果。但其更进一步资料较为保密。美国圣地亚哥AstroTerra公司，已做出可以在3km、skxlz、sklll，速率155Mbps、622Mbps、2.SGbpS的点对点产品研究及实验，并在洛杉矶、拉斯维加斯、圣地亚哥等地作了外场实验圈。Daniell等人研究了采用手持终端的无线红外厂区网络。该网络采用蜂窝结构，所有的红外Cell与高速光纤骨干网相连。骨二二网上接有IsDN PABX。红外手持终端有两种类型：(l)普通型：含标准的甩话业务及少量的数据业务，用于移动的手持终端；(2)高性能型：具有内置处理能力，使传感器的数据速率降低至与红外信道兼容，可用于与高速数据设备接口。红外信道采用的协议类似ISDN协议，每个红外Cell的信道速率为标准ISDN速率:日本邮政省则组织了“强红外无线光通信技术用于计算机、多媒体终端及移动通信中的联网计划”，并早就在城市大楼间取得了应用。以色列许多公司参与了国际市场竞争，有的产品已打入中国市场。而在国内还没有相关的报道。

除此之外，北京大学电子学系焦秉立教授主持开发的项目：新一代计算机红外线通讯网络,得到了国家创新基金的支持和有关公司资金的投入。项目的总体目标是实现以红外扩频为基本技术的室内红外通信网络的设计，使带有红外接口的通用设备，如：便携电脑，打印机，照相机等可以灵活地以无线方式入网络，并接收和发送信息。现己开发成功公共场所的网络服务系统，室内会议网络系统开发工作将于近期完成，另外，可提高红外通信距离的扩频调制技术及网络系统也处于研制中。由以上可知，作为有线通信的有力补充，室内无线光通信受到越来越大的重视。

3 设计目的

我们生活当中的各方面都需要通信，那么就现在来讲无线通信的发展还是比较迅速，语音通信的目的是传递声音信息，发送方发出的声音转换成电信号，经发送端设备变换为适合传输的形式，通过传输的信道传给接收方。但是信号通过一系列的传输通道和设备必然会存在噪声，噪声的存在给语音通信带来干扰，致使通信效果变差。在实际生活中，语音通信可能发生在嘈杂的噪声环境中，语音信号甚至完全被背景噪声所淹没,几乎无法识别。通信过程无法正常的实现,给生产、生活、军事行动带来严重影响,给个人、单位乃至国家造成巨大的经济损失。因此，如何有效的抑制和去除噪声，提高语音的可懂度是非常重要的。