[發明專利]一種紫外光分集接收系統及方法

無效

• 申請號: 201210410707.0
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102970069A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 韓大海;張楷;張民;焦璐
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08;H04B10/11
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種紫外光分集接收系統及方法。

背景技術

由于無線頻譜資源緊張，無線光通信的引入是對通信頻譜的一次巨大拓展。在信息化技術布局中，寬帶無線接入網絡部署受限于電磁頻譜這一有限資源。隨著越來越多的無線電子設備接入到網絡，頻譜的擁擠愈加突現，電子設備之間相互干擾也愈加嚴重。

紫外光大氣通信具有高抗擾、高靈敏、機動靈活等特點，可應用于復雜電磁環境下的區域通信，是近年來興起的光通信與無線通信交叉的前沿探索技術。美國麻省理工大學林肯實驗室研制了基于不同波段LED光源的用于短距離分布式無人監管地面傳感器通信的紫外光通信系統，此系統可在十米范圍內進行全向低速通信，受限于信道衰落及關鍵傳輸技術，現有系統還無法滿足高速實時語音及數據通信的要求。美國加州大學濱河分校WIT實驗室在紫外通信理論分析、實驗系統進一步豐富了紫外光傳輸理論。

但受限于紫外光的物理特性以及空間光傳輸信道，紫外光傳輸距離和數據速率都非常有限，這有兩方面的原因：首先，由于紫外光在自由空間傳播收到強烈的瑞利散射，因此在自由空間傳輸過程中的信號衰落十分強烈，接收端信號檢測十分困難；其次，受太陽短波滅菌紫外線UVC(波長200～275納米)背景噪聲和系統噪聲的影響，使得在接收端的信噪比不理想，限制了傳輸速率和傳輸距離。針對基于紫外LED陣列光源以及PMT（光電倍增管）接收系統，目前還沒有一種行之有效的方法能夠顯著的提升紫外光傳輸系統這方面的性能。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何對抗自由空間傳輸中的信號衰落，提升信號質量，提升傳輸距離和提高傳輸速率。

（二）技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種紫外光分集接收系統，其特征是，該系統包括：

紫外LED陣列光源，用于向接收紫外光信號的方向發射紫外LED光；

多個光電倍增管，用于將接收到的紫外光信號轉換為各路電信號；

和所述光電倍增管連接的A/D轉換電路，用于對各路電信號進行轉換，并發送給現場可編程門陣列；

和所述A/D轉換電路連接的現場可編程門陣列，用于對接收到的各路信號進行合并，并進行信號恢復判決，得到最終的信號。

所述光電倍增管的數量是2個。

一種紫外光分集接收方法，其特征是，該方法包括：

S1：所述紫外LED陣列光源向接收紫外光信號的方向發射紫外LED光；

S2：所述多個光電倍增管分別將接收到的紫外光信號轉換為各路電信號；

S3：所述A/D轉換電路分別對所述各路電信號進行轉換，并發送給所述現場可編程門陣列；

S4：所述現場可編程門陣列對接收到的各路信號進行合并，并進行信號恢復判決，得到最終的信號。

所述S4包括：

現場可編程門陣列通過等增益算法對接收到的各信號進行合并，并進行信號恢復判決，得到最終的信號。

（三）有益效果

本發明利用多臺接收紫外光信號的裝置，顯著提升信號的接收質量，降低了紫外光信號在自由空間傳輸中的信號衰落，可以使紫外光通信系統信噪比提升2~3dB。相應的可以使傳輸距離提升1~1.5倍，或者傳輸速率提升1~1.5倍。

附圖說明

圖1是本發明的一個實施例結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

本發明包括：

紫外LED陣列光源，用于向接收紫外光信號的方向發射紫外LED光；

多個光電倍增管，用于將接收到的紫外光信號轉換為各路電信號；

和所述光電倍增管連接的A/D轉換電路，用于對各路電信號進行轉換，并發送給現場可編程門陣列；

和所述A/D轉換電路連接的現場可編程門陣列，用于對接收到的各路信號進行合并，并進行信號恢復判決，得到最終的信號。

本發明方法包括：

S1：紫外LED陣列光源向接收紫外光信號的方向發射紫外LED光；

S2：多個光電倍增管分別將接收到的紫外光信號轉換為各路電信號；

S3：A/D轉換電路分別對各路電信號進行轉換，并發送給所述現場可編程門陣列；

S4：現場可編程門陣列通過等增益算法對接收到的各信號進行合并，并進行信號恢復判決，得到最終的信號。