[发明专利]一种中继传输紫外光通信信号系统及方法

说明书

本发明公开了一种中继传输紫外光通信信号系统及方法，该系统包括一个主机和若干个具有中继传送功能的副机，所述副机包括中间副机和目的副机。本发明采用了中继传输紫外光通信信号的方法，实现紫外光自组局域网多跳远程距离通信，克服了紫外光单级通信距离半径有限的问题。该系统适应性强、架构简单、功耗低、不受干扰、保密性好、便于单兵携带，可用于非视距通信等特点，适合于安全、救灾、消防、军事等领域小分队通信。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体地说，涉及一种中继传输紫外光通信信号系统及方法。

背景技术

目前国内外无线通信的成熟技术，主要还是采用无线电通信和无线激光通信，两者各有优势，但又存在不足：无线电通信方式的频谱资源重叠占用现象严重，易受强电磁波辐射干扰，保密性较低，其发射的电磁波可在较远的地方监听、干扰、探测。无线激光通信方式虽具有较强的通信抗干扰性及保密性，但由于激光是沿直线传播的，不能跨越障碍物进行通信，因此不适合在复杂地形环境中使用。

常规的无线通信系统对于不在通信范围之内的节点通信，通常自组局域网，采用车载台或者基地转发台做为中继设备来扩大通信覆盖范围，这些中继设备庞大、复杂、投资高、机动灵活性差，不适应军事、安全通信需求。

紫外光通信数据传输保密性高，辐射的紫外光信号扩散在大气层中被大气吸收，这种信号场强的衰减指数是距离的函数，根据通信距离的要求来调整系统的辐射功率，使其在通信范围之外的辐射功率减至最小，从而使对方很难截获紫外光通信信号。

紫外光通信抗干扰能力强，紫外光的辐射功率可根据通讯距离的要求减至更小，因此常规的无线电设备很难干扰紫外光通信信号。

紫外光通信可用于非视距通信，由于大气中存在大量的粒子，在传输的过程中紫外光辐射存在较大的散射现象，这种散射特性使紫外光通信遇见障碍物能跨越，以非视距方式传输信号，紫外光通信更适应近距离的、隐蔽的、地形复杂的环境。

日盲波段的紫外光单级通信距离半径有限，要达到一定距离范围内的通信目的，就必须自组建具有中继功能的局域网络紫外光通信系统。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术存在的不足及紫外光单级通信距离半径有限的问题，提供一种中继传输紫外光通信信号系统及方法，该系统的副机具有中继传输功能，实现紫外光自组局域网多跳远程通信。

其具体技术方案为：

一种中继传输紫外光通信信号系统，包括一个主机和若干个具有中继传送功能的副机，所述副机包括中间副机和目的副机，主机与副机之间采用点对多点或点对点的半双工通信链路、副机与副机之间采用点对点的半双工通信链路，借助中间副机中继功能实现自组局域网多跳远程通信。

目的副机不在主机单级通信传输距离范围内，主机与目的副机之间无有效路径，首先建立路由，主机将路由请求(RREQ)报文通过紫外光通信信号向中间副机广播发送。

中间副机接收单元将紫外光信号光学收集、紫外光探测器检测、光电信号转换、去除PD的直流偏置信号、可变增益放大、滤波除去杂散光、模数信号转换，中继管理单元(ARM+FPGA)对信号进行采集、解调、解码(所采用的解调、解码方法与主机相对应)，控制拨码开关状态(输出波特率、地址、时钟同步等)设置，信号调制为直流脉冲信号，并通过控制发射单元高速开关、光电耦合器将数字直流脉冲信号耦合于紫外LED驱动基准电源上，驱动阵列紫外LED光源模块中继发射紫外光通信信号，中继管理单元根据相关拓扑网络等信息，确定向相邻中间副机中继传送直到目的副机或者中继直达目的副机的路径，同时建立反向路由。电源管理单元一部分调压后直流电作为阵列紫外LED发射的驱动基准电源，一部分降压后的直流电作为各单元电路使用电源。