針對(duì)當(dāng)前紫外光通信系統(tǒng)受時(shí)延限制,導(dǎo)致運(yùn)行電壓波動(dòng)異常的問(wèn)題,提出并設(shè)計(jì)基于FPGA的紫外光通信系統(tǒng)。計(jì)算通信中時(shí)間延遲,依據(jù)系統(tǒng)整體發(fā)射端與接收端參數(shù)存在的差異性,劃分通信模式,不同通信模式下時(shí)延受紫外光通信距離、視場(chǎng)角度、發(fā)射束散角以及發(fā)射接收仰角影響。以時(shí)延相關(guān)參數(shù)分析結(jié)果為依據(jù),基于FPGA構(gòu)建紫外光通信系統(tǒng),系統(tǒng)包含外圍電路、FPGA和PC機(jī)、FPGA和外圍電路間接口等部分。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),PC機(jī)利用RS232和FPGA進(jìn)行通信,并傳輸數(shù)據(jù)。FPGA根據(jù)內(nèi)部模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)編碼調(diào)制,并形成高低電平傳輸至LED驅(qū)動(dòng)單元,驅(qū)動(dòng)單元將信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成LED啟動(dòng)與關(guān)閉的使能信號(hào),通過(guò)LED關(guān)啟,信號(hào)被傳輸至大氣信道,實(shí)現(xiàn)紫外光通信。軟件以信號(hào)調(diào)制和解調(diào)為主進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與文獻(xiàn)成果相比,所建系統(tǒng)通信時(shí)延更低,具有可實(shí)踐性。

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【部分圖文】：

圖1紫外光節(jié)點(diǎn)之間通信模式示意圖

根據(jù)上述分析可知，當(dāng)大氣環(huán)境相同時(shí)，紫外光的通信系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)與達(dá)到接收機(jī)光信號(hào)傳輸路徑以及時(shí)間有著直接聯(lián)系[8-10]。綜上，分析幾個(gè)和信號(hào)傳輸延遲有影響的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)低時(shí)延的紫外光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。依據(jù)系統(tǒng)整體幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)存在的差異性，將通信模式做進(jìn)一步劃分，如圖1所示:圖1中，(....

圖2紫外光通信系統(tǒng)與FPGA內(nèi)部構(gòu)成示意圖

以利用FPGA實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)功能為目的，其中設(shè)置了串口通信單元、FIFO單元、調(diào)制解調(diào)單元以及同步單元等，如圖2(b)所示。2.3軟件設(shè)計(jì)

圖3FPGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制與解調(diào)過(guò)程示意圖

軟件部分主要針對(duì)FPGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以更好地滿足系統(tǒng)需求。其中，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制過(guò)程如圖3(a)所示，實(shí)現(xiàn)信號(hào)解調(diào)過(guò)程如圖3(b)所示。(1)信號(hào)調(diào)制。串行數(shù)據(jù)輸入完成之后轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)值實(shí)行編碼。采用幀的格式將信號(hào)傳輸出去。其中，一幀數(shù)據(jù)的主要組....

圖4不同研究成果時(shí)延對(duì)比

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，白天自然光產(chǎn)生的背景干擾對(duì)系統(tǒng)有較為明顯的影響，夜晚關(guān)閉燈光的情況下，系統(tǒng)的誤碼率可以達(dá)到10-6，可以實(shí)現(xiàn)100m內(nèi)的無(wú)線通信�？傮w上看，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)短距離的通信，制約系統(tǒng)工作的主要因素仍然是核心器件的性能。由FPGA上傳至PC機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以16進(jìn)制格式存儲(chǔ)，然后....

本文編號(hào)：3891047