[发明专利]一种通过喷雾实现非视距接收的紫外通信系统及方法

权利要求书

1.一种通过喷雾实现非视距接收的紫外通信系统，包括依次设置的任意波形发生器、紫外LED、光学天线、造雾机、滤光片、光电探测器和后端的信号处理模块；其特征在于：所述任意波形发生器用于调制发送端的紫外LED发出光信号；光学天线用于限制的光源的发散角；造雾机喷雾的位置在收发端之间；光电探测器采用日盲型光电倍增管PMT；PMT将接收到的光信号转换为电信号输入后端信号处理模块；在收发端直射路径受阻挡的情况下，紫外LED发出的光依次通过包含雾区的大气散射信道、滤光片，以散射的形式绕过障碍物抵达PMT的有效探测面上。

2.根据权利要求1所述的通过喷雾实现非视距接收的紫外通信系统，其特征在于：所述紫外LED为UVC波段，即波长200-280nm的LED灯。

3.根据权利要求1或2所述的通过喷雾实现非视距接收的紫外通信系统，其特征在于：所述紫外LED能够搭配不同型号的光学天线用于限制的光源的发散角，增大出射角度的多样性。

4.根据权利要求1所述的通过喷雾实现非视距接收的紫外通信系统，其特征在于：所述造雾机喷出的颗粒物半径范围从1um到10um，喷射距离5-10m。

5.根据权利要求1所述的通过喷雾实现非视距接收的紫外通信系统，其特征在于：所述造雾机喷雾的位置在收发端之间，应保证在发送端紫外LED发散角与接收端PMT视场角的公共散射区域内有雾覆盖。

6.根据权利要求1所述的通过喷雾实现非视距接收的紫外通信系统，其特征在于：所述PMT接收的信号经过后端信号处理，后端信号处理模块采用FPGA开发板实时处理，或是用数据采集卡记录捕获的信号在计算机上离线处理；数字信号处理操作包括电平同步、极大似然的脉冲计数和误码率计算。

7.一种通过喷雾实现非视距接收的紫外通信方法，其特征在于，实现如下：

(1)布置发送端：使用任意波形发生器产生数字信号调制紫外LED产生光信号；

(2)布置接收端：经过大气信道传输后，光信号由配有滤光片的光电倍增管PMT接收，将光信号转换为电信号后输入后端信号处理模块，PMT的电源均由直流电源提供；

(3)收发端配置成NLOS链路，应保证发送端紫外LED发散角与接收端PMT视场角有公共散射体，记录接收信号a；

(4)使用造雾机，在公共散射区域内持续喷雾，直到接收端信号强度显著增强，记录接收信号b。