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紫外LED散射通信技术与系统实现研究
资料介绍
紫外光通信作为一种新型的通信方式,它具有保密性好、抗干扰强、可靠性高、便于组网、可以进行非视距通信等优点,经过近十几年的发展已经逐渐成熟。现有基于气体放电紫外灯或紫外激光器通信系统存在驱动电压高、体积大、功耗高和长过渡带引起的通信速率低等不足,使其应用受到了很大的限制。以半导体制作的 LED发光器件调制速度快、辐射范围大、体积小和功耗低,在通信应用上优势凸显。随着紫外LED应用技术发展,紫外光在大气中强散射效应、被截获率低,成为短距离散射光通信的重要手段,研究复杂地形环境下光通信的快速组网,在某些受障碍遮挡和跨海等特定场合,利用大气散射方式构建非视距通信系统更有实际意义,在现代军事通信中有广阔应用前景。
本文研究内容主要有以下三方面:(1)理论研究,利用Modtran大气传输模型对低空信道紫外光传播链路特性进行分析,研究近地短距离传输的大气吸收和散射的数学模型。针对紫外LED特点,描述功率因素利用和误时隙与光传输性能关系,研究调制方法和传输特性对散射通信信号传输特性的影响;(2)系统软硬件设计,主要包括系统发射端和接收端的硬件设计,以STC12系列单片机为核心,采用软件编码方式产生PPM调制信号,并在原有基础上并插入巴克码作为帧同步进一步提高通信性能;(3)实验性能测试,利用设计的硬件系统平台,分析发射、接收仰角,光束发散角,散射体浓度和调制方式对通信性能的影响,并完成室内语音信号的非视距传输。
实验结果表明,本文提出的通信系统实现了室内语音信号的非视距传输,适当的调整系统几何参数有利于提高通信性能。在短距离通信中,具有较高的灵活性和实时性。该系统为今后军事推广及后续研究提供技术支持,具有一定的实用价值。
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