室內(nèi)高速率LED紫外光通信系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、紫外光無線通信系統(tǒng)是一種新興的通信方式，具有非視距通信、全天候全方位工作、抗干擾能力強(qiáng)和保密性好等多種優(yōu)勢，具有應(yīng)用于軍事戰(zhàn)場的潛力，受到廣泛的關(guān)注和重視。
　　 本文詳細(xì)分析了瑞利散射和米氏散射對紫外通信系統(tǒng)的影響，奠定了紫外光通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)有限區(qū)域范圍內(nèi)的非視距通信的理論基礎(chǔ)。此外，分析了三種不同實(shí)用范圍的信道傳輸數(shù)學(xué)模型：直視通信鏈路、基于橢球坐標(biāo)系的單散射模型和基于蒙特卡羅算法的多散射模型。
　　 系統(tǒng)采用單脈

2、沖位置調(diào)制方式，平均輻射率低，在綜合考慮傳輸效率和傳輸速率下，調(diào)制長度為16時(shí)隙。為了提高系統(tǒng)可靠性，信道編碼方式采用循環(huán)冗余校驗(yàn)編碼，能夠?qū)崿F(xiàn)單比特糾錯(cuò)和多比特檢錯(cuò)功能，采用的是歐洲國家所普遍使用的CRC-CCITT生成多項(xiàng)式。調(diào)制解調(diào)和信道編碼的硬件平臺(tái)均采用現(xiàn)場可編程邏輯陣列，在QuartusⅡ中用Verilog HDL語言編程實(shí)現(xiàn)，相比于單片機(jī)技術(shù)，F(xiàn)PGA資源豐富，調(diào)試簡單，可移植性好。
　　 本文設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的外圍硬件

3、電路：光源恒流驅(qū)動(dòng)電路、光電倍增管讀出電路和信號處理電路等。整個(gè)通信系統(tǒng)的流程為：發(fā)射端調(diào)制編碼后的信號接入光源驅(qū)動(dòng)電路的使能端，控制LED的開關(guān)狀態(tài)來傳遞不同的信息；接收端光電倍增管探測到發(fā)送光子，經(jīng)過讀出電路轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過濾波、級聯(lián)放大和成形后，恢復(fù)出原始的發(fā)送信號，進(jìn)行信道解碼解調(diào)，送入PC串口，數(shù)據(jù)通信完成。
　　 本文成功搭建基于LED的紫外無線通信樣機(jī)，并進(jìn)行了多次的試驗(yàn)，結(jié)果表明：系統(tǒng)能夠完成5 m以內(nèi)的低誤