[发明专利]一种紫外光分集接收系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种紫外光分集接收系统及方法。

背景技术

由于无线频谱资源紧张，无线光通信的引入是对通信频谱的一次巨大拓展。在信息化技术布局中，宽带无线接入网络部署受限于电磁频谱这一有限资源。随着越来越多的无线电子设备接入到网络，频谱的拥挤愈加突现，电子设备之间相互干扰也愈加严重。

紫外光大气通信具有高抗扰、高灵敏、机动灵活等特点，可应用于复杂电磁环境下的区域通信，是近年来兴起的光通信与无线通信交叉的前沿探索技术。美国麻省理工大学林肯实验室研制了基于不同波段LED光源的用于短距离分布式无人监管地面传感器通信的紫外光通信系统，此系统可在十米范围内进行全向低速通信，受限于信道衰落及关键传输技术，现有系统还无法满足高速实时语音及数据通信的要求。美国加州大学滨河分校WIT实验室在紫外通信理论分析、实验系统进一步丰富了紫外光传输理论。

但受限于紫外光的物理特性以及空间光传输信道，紫外光传输距离和数据速率都非常有限，这有两方面的原因：首先，由于紫外光在自由空间传播收到强烈的瑞利散射，因此在自由空间传输过程中的信号衰落十分强烈，接收端信号检测十分困难；其次，受太阳短波灭菌紫外线UVC(波长200～275纳米)背景噪声和系统噪声的影响，使得在接收端的信噪比不理想，限制了传输速率和传输距离。针对基于紫外LED阵列光源以及PMT（光电倍增管）接收系统，目前还没有一种行之有效的方法能够显著的提升紫外光传输系统这方面的性能。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何对抗自由空间传输中的信号衰落，提升信号质量，提升传输距离和提高传输速率。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种紫外光分集接收系统，其特征是，该系统包括：

紫外LED阵列光源，用于向接收紫外光信号的方向发射紫外LED光；

多个光电倍增管，用于将接收到的紫外光信号转换为各路电信号；

和所述光电倍增管连接的A/D转换电路，用于对各路电信号进行转换，并发送给现场可编程门阵列；

和所述A/D转换电路连接的现场可编程门阵列，用于对接收到的各路信号进行合并，并进行信号恢复判决，得到最终的信号。

所述光电倍增管的数量是2个。

一种紫外光分集接收方法，其特征是，该方法包括：

S1：所述紫外LED阵列光源向接收紫外光信号的方向发射紫外LED光；

S2：所述多个光电倍增管分别将接收到的紫外光信号转换为各路电信号；

S3：所述A/D转换电路分别对所述各路电信号进行转换，并发送给所述现场可编程门阵列；

S4：所述现场可编程门阵列对接收到的各路信号进行合并，并进行信号恢复判决，得到最终的信号。

所述S4包括：

现场可编程门阵列通过等增益算法对接收到的各信号进行合并，并进行信号恢复判决，得到最终的信号。

（三）有益效果

本发明利用多台接收紫外光信号的装置，显著提升信号的接收质量，降低了紫外光信号在自由空间传输中的信号衰落，可以使紫外光通信系统信噪比提升2~3dB。相应的可以使传输距离提升1~1.5倍，或者传输速率提升1~1.5倍。

附图说明

图1是本发明的一个实施例结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明包括：

紫外LED阵列光源，用于向接收紫外光信号的方向发射紫外LED光；

多个光电倍增管，用于将接收到的紫外光信号转换为各路电信号；

和所述光电倍增管连接的A/D转换电路，用于对各路电信号进行转换，并发送给现场可编程门阵列；

和所述A/D转换电路连接的现场可编程门阵列，用于对接收到的各路信号进行合并，并进行信号恢复判决，得到最终的信号。

本发明方法包括：

S1：紫外LED阵列光源向接收紫外光信号的方向发射紫外LED光；

S2：多个光电倍增管分别将接收到的紫外光信号转换为各路电信号；

S3：A/D转换电路分别对各路电信号进行转换，并发送给所述现场可编程门阵列；

S4：现场可编程门阵列通过等增益算法对接收到的各信号进行合并，并进行信号恢复判决，得到最终的信号。