光束发散角对紫外LED散射通信接收能量的影响

何宁; 郭求实; 何志毅

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.006

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光束发散角对紫外LED散射通信接收能量的影响

何宁 , 郭求实 , 何志毅

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Citation:

光束发散角对紫外LED散射通信接收能量的影响

1.
桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林 541004
基金项目:
国家自然科学基金资助项目（60177036）
中图分类号: TN929.1

Effect of the beam divergence angle on receiving energy of UV-LED scattering communication

1.
School of Information and Communication, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China
CLC number: TN929.1

摘要: 为了更准确地研究紫外光的通信性能，针对紫外LED散射光通信中光能量传输特征，以及光束发散角对散射链路构成与接收光子能量有一定影响，采用多个LED组成阵列发射的方法，扩大光束与散射体的作用效应，分析了光束发散角对不同散射体作用时光子能量的变化关系，研究了紫外光散射通信脉冲调制方法与提高发射功率措施，提出了脉冲位置调制驱动阵列LED的解决方案，并进行了紫外LED散射通信系统室外传输测试。结果表明，在短距离通信中，大的散射角使得光对散射体的作用区域增大，散射效应明显，到达光接收端的光子数量增加；实际通信应用中，散射光通信具有较高的灵活性和实时性，可适当进行光学处理来优化光路结构。此结果为进一步增加传输距离和传输效果提供了正确的指导。
- 光通信 /
- 散射通信 /
- 光发射阵列 /
- 光束发散角 /
- 脉冲位置调制 /
- 接收能量
Abstract: According to transmission characteristics of optical energy in ultraviolet light-emitting diode(LED) scattering communication, the beam divergence angle has a certain influence on scattering link structure and received photon energy. The action effect of the beam and scatterers was strengthened with the transmit array composed by a plurality of LEDs. With the effects of different scattering on the beam divergence angle, the changing of the photon energy was analyzed. In order to study the UV communication performance more accurately, pulse modulation method and measures to increase the transmission power of UV scattering communication were studied, the solution of LED array driving circuit and the pulse position modulation (PPM) were given, scattering communication system transmission of UV-LED was tested outdoor. The experimental results showed that, in the short distance communication, large scattering angle made the light area of scatterers increase and more effective of scattering, the amount of photons arriving at receiving was increased. In the actual communication applications, the scattering optical communication was higher flexibility and real-time, appropriate optical processing can be used to optimize the structure of the optical path for increasing the transmission distance. The result provides a correct guidance for larger transmission distance and better transmission effect.
- optical communication /
- scatter communication /
- light emitter array /
- beam divergence angle /
- pulse position modulation /
- received energy

[1]	HE H, KE X ZH, ZHAO T F. Research of NLOS ultraviolet single scattering link model with height information[J]. Laser Technology, 2011, 35(4): 465-468(in Chinese).
[2]	HE H, KE X Zh, ZHAO T F. Research of ultraviolet non-line-of-sight single scattering link model[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 30(11):3148-3152(in Chinese).
[3]	ZHAO T F, WANG X R, KE X Zh. Design and performance analysis of multi-LEDs UV communication system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(6): 1544-1549(in Chinese).
[4]	WANG K. Research on solar blind ultraviolet ray speed communication system[D]. Chongqing:Chongqing University, 2006: 6-7(in Chinese).
[5]	DING Y, TONG Sh F, DONG K Y, et al. Study and simulation of atmospheric UV communication performance with vertical transmitter receiver[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 32(10): 1851-1856(in Chinese).
[6]	LIU Sh M, XIE Zh F. The technology of Tropospheric scatter communication system[M]. Beijing:National Defence Industry Press, 1982: 100-110(in Chinese).
[7]	XU X, WANG P, YAN Y L, et al. Study on ultraviolet NLOS propagation model in low visibility[J]. Laser Technology, 2009, 33(5):551-554(in Chinese).
[8]	SHAW G A, SIEGEL A M, MODEL J, et al.Field testing and evaluation of a solar-blind UV communication link for unattended ground sensors[J]. SPIE, 2004, 5417: 250-261.
[9]	SHAW G A, SIEGEL A M, MODEL J, et al .Short-range communication with ultraviolet LEDs[J]. SPIE, 2004, 5530: 182-193.
[10]	ZOU Y, XIAO S L, LI G H, et al. Study on ultraviolet wireless communication system based on LED[J]. Optoelectronic Technology, 2012, 32(3): 145-149(in Chinese).

[1]	柯熙政 , 陈锦妮 . 无线激光通信类脉冲位置调制性能比较. 激光技术, 2012, 36(1): 67-76. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.018
[2]	刘洋 , 章国安 . 弱湍流信道无线光通信分集接收合并技术. 激光技术, 2014, 38(5): 698-702. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.026
[3]	柯熙政 , 谌娟 , 杨琼 . 大气激光通信系统中GF(17)域RS码研究. 激光技术, 2011, 35(1): 47-50. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.014
[4]	赵太飞 , 王秀峰 , 刘园 . 大气湍流中直升机助降紫外光引导调制研究. 激光技术, 2017, 41(3): 411-415. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.021
[5]	王巨胜 , 侯天晋 , 周鼎富 , 兰戈 . 非视线单次散射大气传输模型研究. 激光技术, 2010, 34(3): 309-312. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.007
[6]	易淼 , 李天松 , 陈名松 , 徐向丽 . 激光通信系统中多脉冲位置调制帧同步的实现. 激光技术, 2010, 34(2): 164-167. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.006
[7]	张铁英 , 王红星 , 何伍福 , 马杰 . 光通信中基于脉冲调制的联合编码调制研究. 激光技术, 2010, 34(6): 843-846. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.033
[8]	魏巍 , 华良洪 , 张晓晖 , 饶炯辉 , 王文博 . 多幅度数字脉冲间隔调制的水下无线光通信研究. 激光技术, 2011, 35(3): 330-333. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.012
[9]	徐山河 , 肖沙里 , 王珊 , 彭帝永 . 基于声光调制的逆向调制光通信系统研究. 激光技术, 2015, 39(5): 598-602. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.05.004
[10]	汪锋 , 饶炯辉 , 向小梅 . 水下无线LED光通信中圆形阵列光源性能研究. 激光技术, 2014, 38(4): 527-532. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.018
[11]	李鹏霞 , 柯熙政 . 相干光通信系统中QPSK调制解调实验研究. 激光技术, 2019, 43(4): 563-568. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.04.022
[12]	安岩 , 许燚赟 , 董科研 , 李欣航 . 便携式激光通信系统视场角检测装置的设计. 激光技术, 2019, 43(1): 15-18. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.01.004
[13]	侯军辉 , 郭建强 , 王黎 , 高晓蓉 , 王泽勇 . 调Q开关对无线光通信中信号脉冲的影响. 激光技术, 2011, 35(2): 218-221,225. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.021
[14]	白菊蓉 , 郭宇成 , 王彦本 . 一种改进的OFDM水下可见光无线通信系统. 激光技术, 2021, 45(5): 647-653. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.05.019
[15]	赵太飞 , 杨黎洋 , 冷昱欣 , 马倩文 . 直升机助降中紫外光近直视通信分集接收技术. 激光技术, 2019, 43(2): 238-245. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.02.017
[16]	刘剑峰 , 于思源 , 韩琦琦 , 高宠 , 马晶 , 谭立英 . 空间光通信的时间平滑实验研究. 激光技术, 2008, 32(1): 11-14.
[17]	王博 , 吴琼 , 刘立奇 , 王涛 , 朱仁江 , 张鹏 , 汪丽杰 . 水下无线光通信系统研究进展. 激光技术, 2022, 46(1): 99-109. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.01.010
[18]	任广军 , 赵杰林 , 姚建铨 . 光通信波段液晶双折射效应的研究. 激光技术, 2011, 35(2): 242-244. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.027
[19]	姚文明 , 饶炯辉 , 张晓晖 , 熊天林 , 于洋 . 水下无线光通信中的FDPIM性能研究. 激光技术, 2013, 37(5): 605-609. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.010
[20]	温涛 , 魏急波 , 马东堂 . 轻霾天气下大气多次散射对激光通信的影响. 激光技术, 2007, 31(5): 500-502.

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光束发散角对紫外LED散射通信接收能量的影响

1. 桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林 541004

收稿日期: 2013-04-26
录用日期: 2013-05-12
网络出版日期: 2014-01-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（60177036）

关键词:

摘要: 为了更准确地研究紫外光的通信性能，针对紫外LED散射光通信中光能量传输特征，以及光束发散角对散射链路构成与接收光子能量有一定影响，采用多个LED组成阵列发射的方法，扩大光束与散射体的作用效应，分析了光束发散角对不同散射体作用时光子能量的变化关系，研究了紫外光散射通信脉冲调制方法与提高发射功率措施，提出了脉冲位置调制驱动阵列LED的解决方案，并进行了紫外LED散射通信系统室外传输测试。结果表明，在短距离通信中，大的散射角使得光对散射体的作用区域增大，散射效应明显，到达光接收端的光子数量增加；实际通信应用中，散射光通信具有较高的灵活性和实时性，可适当进行光学处理来优化光路结构。此结果为进一步增加传输距离和传输效果提供了正确的指导。