基于LED的紫外无线通信系统的调制技术研究分析 电子通信工程专业VIP免费

基于LED的紫外无线通信系统的调制技术研究摘要：日盲紫外无线通信具有全天候、全方位、强抗扰、低位辨等优点，在灾后救援、野外团队协作、无线电静默等特殊场合具有重要的应用潜力和价值。论文首先仿真分析了适合基于LED紫外无线通信系统的四种调制技术，接着用实验数据验证分析了OOK和PPM两种调制方式对通信系统性能的影响，论文最后展望提出DPPM和DPIM是适于未来紫外LED无线通信系统较佳的调制方式。关键词：紫外无线通信；紫外LED；OOK；PPM；DPPM；DPIMTheModulationTechnologyResearchofUltravioletCommunicationSystemBasedonLEDAbstract：SolarBlindultravioletcommunicationisverypopularinspecialoccasionlikepost-disasterrescue,outdoorteamwork,radioquiescenceforitsspecifiedadvantages,whichareall-weather,non-lineofsight,highnoiseimmunity,highsecurityandsoon.Thispapersimulatefourmodulationmethodsthatarefitforultravioletwirelesscommunicationfirstly,thentakeexperimentstarttoverifytheinfluenceoftwomodulationmethodswhichareOOKandPPM,atlastthepaperindicatedthatDPPMandDPIMaretwomodulationmethodswhicharefitforUVwirelesscommunicationinthefuture.Keywords:UVWirelessCommunication;UVLED;OOK;PPM;DPPM;DPIM0引言目前广泛采用的通信手段有有线和无线两类通信方式。与有线通信相比，无线通信克服了有线通信需要预先铺设相应线路的缺点，具有灵活、机动和快速反应的特点。然而现有的无线通信存在一些不足，如无线电和微波通信比较容易被窃听、干扰和破坏；常规空间光通信均属于视距通信，收发两端必须具备一系列对准、跟踪捕获等复杂功能，在运动中通信的灵活性、全方位性不够好[1]。紫外无线通信既具有无线通信非视距、灵活机动的特点，又具有光通信高抗扰、低窃听的特点，能满足复杂环境下全天候、全方位的应急通信和保密通信的需求，因此近年来紫外无线通信技术受到国内外研究机构的高度重视[2-4]。目前，紫外无线通信仍处在实验室研究阶段，因阳光中紫外成分的影响，紫外光源的指标影响通信系统的性能，且光源的类型直接限制了调制方式的选择，所以紫外光源的选取一直是项技术难题。现阶段常见的紫外光源主要包括紫外光灯和紫外LED两种。紫外光灯因通过改变高频交流电压的频率来控制荧光灯的发光强度而具有两种不同光强的交替闪烁频率，适合采用FSK调制，但有易碎、体积重量大、寿命短、功耗大、需高压驱动等缺点。紫外LED克服了紫外灯的所有缺点，但发光原理与紫外光灯不同，因不具有两种固定的频率而不宜采用FSK调制。探索适用于紫外LED无线通信系统的调制方案是本论文的研究重点。本论文旨在研究适于我们研究的基于LED的紫外无线通信系统的调制方式[5-7]。论文仿真分析了广泛应用于无线通信和空间光通信领域的OOK和PPM，以及新兴的DPPM和DPIM四种调制方式的性能，并用实验数据证明了OOK和PPM两种调制方式对基于LED的紫外无线通信系统误码率的影响，最后提出了DPPM和DPIM将是适于未来紫外LED无线通信系统的优良方案。1基于LED的紫外无线通信系统结构紫外无线通信系统是以日盲区紫外光为载波，信息经电信号调制后加载在紫外光上，然后以自由空间和大气为信道来传输信息的通信系统。相对传统的通信系统，紫外无线通信系统最根本的特点，就是利用紫外光代替无线电作为传输介质，因此，其调制和解调的手段和传统通信系统有着很大区别。本论文系统采用的紫外无线通信系统发送端用调制后的电信号激发出光信号，以满足通信的需要，相应地接收端将接收到的紫外光信号首先进行光电转换，成为电信号之后再进行解调处理。本论文主要针对文字信息和语音信号进行通信。具体的系统实现流程和整体方案如图1所示[8-11]。图1紫外无线通信系统整体设计方案整个通信系统可分为信息发送系统和信息接收系统。发送系统由数据缓存、信息压缩编码、信道编码、调制四个大的功能模块组成，接收系统则由脉冲计数器、锁相环、符号/时隙同步、信道解码、数据缓存五个大的功能模块组成。2紫外无线通信系统主要的调制技术功率利用率和频带利用率是紫外无线非视距通信系统...