UVLED除了照明还能干啥?看它如何做光通信

作者:yobo体育app下载发布时间:2022-02-23 00:54

本文摘要:紫外光通信具备十分好的非视距传输和保密性能。传统的紫外光通信系统尺寸过大,无法实际应用于。基于紫外线发光二极管(UVLED)设计了一个紫外光通信系统,研究了光路设计、时钟完全恢复、信道编码等方面的内容,并重点设计了双工传输协议,用较小的资源构建了4.8Kb/s信息的传输。 该系统可以用作近距离语音和数据的双向保密传输。 紫外光通信作为一种新的通信手段,其最引人注目的优点是容易被观测和截收,可以通过衍射展开非视线通信,十分限于于近距离抗干扰和有遮盖的通信环境。

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紫外光通信具备十分好的非视距传输和保密性能。传统的紫外光通信系统尺寸过大,无法实际应用于。基于紫外线发光二极管(UVLED)设计了一个紫外光通信系统,研究了光路设计、时钟完全恢复、信道编码等方面的内容,并重点设计了双工传输协议,用较小的资源构建了4.8Kb/s信息的传输。

该系统可以用作近距离语音和数据的双向保密传输。  紫外光通信作为一种新的通信手段,其最引人注目的优点是容易被观测和截收,可以通过衍射展开非视线通信,十分限于于近距离抗干扰和有遮盖的通信环境。  国外从20世纪60年代开始研究紫外光通信,已完成了从基本原理到简单系统的多方面研究。

2000年美国GTE公司为美军研制成功了一种基于汞灯的新型隐密式紫外光无线单工通信系统,该系统通信速率为4.8Kb/s,误码率可以超过106。2002年,美国国防部高等研究计划局(DARPA)启动半导体紫外光系统(SUVOS)计划,其核心任务是生产紫外发光二极管(UVLED)。在该计划的推展下,目前UVLED早已研制成功并开始量产。

  美国加州大学河边分校和麻省理工学院分别用于UVLED建构了单工通信试验系统,并对紫外光传输信道的特性展开了研究。  国内从2000年开始对紫外光通信技术展开追踪,重庆大学、北京理工大学、国防科技大学等单位都先后已完成了紫外光单工通信系统原型的研制,传输速率最低平均9.6Kb/s。

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但是到目前为止,国内这些系统使用的紫外光源依然是高压汞灯或氙灯,体积和功耗皆较小,无法小型化和便携用于。另外一个引人注目的问题是:国内外的这些系统都不能展开单工通信,一定程度上容许了系统的实用性。  本文研究并设计了一种基于UVLED的双工紫外光通信系统方案,可用作空天短距离语音和数据的双向保密传输。

  1、紫外光通信的特点  紫外光通信具备如下一些特点:  (1)波长为200~280nm。这个频段是对外开放的,不不受无线电管理委员会的容许,用于时不必须展开频率申请人。  (2)200~280nm的紫外光归属于日盲段。

这个波长的太阳光不受大气分子和漂浮颗粒的吸取,信号强度按指数规律波动,抵达地表附近时的能量十分黯淡。因此,紫外光通信的背景噪声十分小。

  (3)由于不受大气波动的影响,紫外光合适1km范围内的短距离通信,多达这个范围后将无法观测,对它展开阻碍和侦听的可能性较小。因此,紫外光通信的保密性十分低。  (4)紫外光源对接收器视场所在空间展开太阳光,通过笼罩在大气层中的微小颗粒,衍射到接收器的视场区,并被接收器接管。

因此,紫外光可以展开非视线通信(NLOS),合适在有遮盖的场景中用于。  由于上述特点,紫外光通信系统可在战术移动通信和保密通信中获得广泛应用。  2、双工紫外光通信系统设计  目前的紫外光通信系统都是单向通信,调制方式使用的是常规的OOK(通断)和PPM(脉冲方位调制)模式。

若想构建双向通信,一种方案是采行频分适配的方式,发送双方在200~280nm范围内分别闲置一个有所不同的波长;另外一种方案是采行时分复用的方式,发送双方共用一个波长,但是闲置有所不同的时间片。由于日盲段的波长范围受限,前一种方案的系统容量无法提升。本文采行第二种方案。  2.1系统构成  系统的核心部件是UV?LED和紫外光检测器,此外还有一片可编程逻辑阵列(FPGA),外接语音传输编解码芯片和USB模块芯片,分别用来反对语音和数据的传输,如图1右图。


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