一种低时延的紫外光通信系统设计

发布时间：2024-01-31 05:30

　　针对当前紫外光通信系统受时延限制,导致运行电压波动异常的问题,提出并设计基于FPGA的紫外光通信系统。计算通信中时间延迟,依据系统整体发射端与接收端参数存在的差异性,划分通信模式,不同通信模式下时延受紫外光通信距离、视场角度、发射束散角以及发射接收仰角影响。以时延相关参数分析结果为依据,基于FPGA构建紫外光通信系统,系统包含外围电路、FPGA和PC机、FPGA和外围电路间接口等部分。系统运行时,PC机利用RS232和FPGA进行通信,并传输数据。FPGA根据内部模块实现信号数据编码调制,并形成高低电平传输至LED驱动单元,驱动单元将信号电平转换成LED启动与关闭的使能信号,通过LED关启,信号被传输至大气信道,实现紫外光通信。软件以信号调制和解调为主进行设计。实验结果显示,与文献成果相比,所建系统通信时延更低,具有可实践性。

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1紫外光节点之间通信模式示意图

根据上述分析可知，当大气环境相同时，紫外光的通信系统几何结构与达到接收机光信号传输路径以及时间有着直接联系[8-10]。综上，分析几个和信号传输延迟有影响的参数，以实现低时延的紫外光通信系统设计。依据系统整体几何结构参数存在的差异性，将通信模式做进一步划分，如图1所示:图1中，(....

图2紫外光通信系统与FPGA内部构成示意图

以利用FPGA实现系统各个功能为目的，其中设置了串口通信单元、FIFO单元、调制解调单元以及同步单元等，如图2(b)所示。2.3软件设计

图3FPGA实现信号调制与解调过程示意图

软件部分主要针对FPGA实现信号的调制和解调进行设计，以更好地满足系统需求。其中，FPGA实现信号调制过程如图3(a)所示，实现信号解调过程如图3(b)所示。(1)信号调制。串行数据输入完成之后转换成并行数据，基于数据值实行编码。采用帧的格式将信号传输出去。其中，一帧数据的主要组....

图4不同研究成果时延对比

实验结果显示，白天自然光产生的背景干扰对系统有较为明显的影响，夜晚关闭灯光的情况下，系统的误码率可以达到10-6，可以实现100m内的无线通信。总体上看，系统可实现短距离的通信，制约系统工作的主要因素仍然是核心器件的性能。由FPGA上传至PC机的实验数据以16进制格式存储，然后....

本文编号：3891047