【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电信息，具体地，涉及一种弱光紫外通信系统及方法。
技术介绍
1、随着科技的发展，紫外光通信作为一种新兴的通信技术，在近年来备受关注。传统的无线通信技术受到频谱资源有限和信号干扰等问题的制约，而紫外光通信则利用紫外光波段的高频率和较低的干扰特性，提供了一种新的通信解决方案。
2、紫外光通信的技术背景源于其在光通信领域的发展，利用紫外光的高频率和窄波束特性，实现了更高的数据传输速率和更远的通信距离。此外，紫外光在大气中的传播受到较少的干扰和衰减，具有较高的安全性和抗干扰能力。因此，紫外光通信技术在高速数据传输、室内定位系统、传感器网络等领域具有广泛的应用前景，有望成为未来无线通信的重要发展方向。
3、但是由于紫外光在大气中的传播会受到大气吸收和散射的影响，使得通信距离较短，限制了紫外光通信在长距离通信中的应用。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术提供一种弱光紫外通信系统及方法，用于至少部分解决上述技术问题之一。
3、(二)技术方案
4、本专利技术一方面提供一种弱光紫外通信系统，包括：信号发送模块，用于将数字脉冲信号转化为第一光脉冲信号后发送至大气信道；信号接收模块，用于接收经大气信道散射后的第二光脉冲信号并将第二光脉冲信号转化为数字电信号；信号生成处理模块，用于生成数字脉冲信号，以及，对数字电信号进行还原，得到原始数据，其中，数字脉冲信号的速率可调、帧头长度可控。
5、可选的，
6、可选的，信号接收模块包括：光学接收单元，用于接收经大气信道散射后的第二光脉冲信号，并对第二光脉冲信号进行整形汇聚和过滤，得到预处理的光脉冲信号；光电探测器，用于将光脉冲信号转换为电信号，并对电信号进行放大处理以得到第一电信号；信号放大电路，用于对第一电信号进行放大处理，得到第二电信号；模数转换单元，用于对第二电信号进行数据采样，得到数字电信号。
7、可选的，光学接收单元包括：光学透镜，用于对第二光脉冲信号进行整形汇聚；滤光片，用于滤除第二光脉冲信号中非紫外波段的噪声光。
8、可选的，信号生成处理模块包括：单片机，用于基于接收到的数字信号生成指令信号，以及，将原始数据发送至外部芯片；可编程逻辑阵列，用于基于所述指令信号将所述数字信号转换为数字脉冲信号，以及，基于数字电信号生成原始数据。
9、可选的，单片机包括：第一接收单元，用于接收由外部芯片发送的数字信号，并基于数字信号生成指令信号；其中，指令信号包括数字信号的长短帧类型以及信息速率；第一发送单元，用于从可编程逻辑阵列中接收原始数据，并将原始数据发送至外部芯片。
10、可选的，可编程逻辑阵列包括：第一处理单元，用于基于指令信号对数字信号进行处理，生成数字脉冲信号；第二处理单元，用于对数字电信号执行数据恢复操作，得到原始数据。
11、可选的，电路系统的调制方式为开关键控调制、正交幅度调制、数字脉冲间隔调制中的任意一种。
12、可选的，紫外光源为激光器、led、紫外低压泵灯中的任意一种。
13、本专利技术另一方面提供一种基于上述弱光紫外通信系统执行的通信方法，包括：接收由信号生成处理模块生成的数字脉冲信号，并基于数字脉冲信号生成第一光脉冲信号；其中，数字脉冲信号的速率可调、帧头长度可控；第一光脉冲信号经大气信道散射后得到第二光脉冲信号，将第二光脉冲信号转化为数字电信号；对数字电信号进行还原，得到原始数据。
14、(三)有益效果
15、本专利技术提供的弱光紫外通信系统及方法至少包括以下有益效果：
16、本专利技术提供的弱光紫外通信系统，充分利用了紫外光日盲区特性，并基于单片机和fpga之间的交互和协作，实现了通信速率的灵活调节和高效管理，具有抗干扰能力强、通信速率可调、数据可控以及可以远距离通信的特点，可以实现各场景下安全可靠的紫外光通信。
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1.一种弱光紫外通信系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述信号发送模块包括：
3.根据权利要求1所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述信号接收模块包括：
4.根据权利要求3所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述光学接收单元包括：
5.根据权利要求1所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述信号生成处理模块包括：
6.根据权利要求5所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述单片机包括：
7.根据权利要求5所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述可编程逻辑阵列包括：
8.根据权利要求2所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述电路单元的调制方式为开关键控调制、正交幅度调制、数字脉冲间隔调制中的任意一种。
9.根据权利要求2所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述紫外光源为激光器、发光二极管、紫外低压泵灯中的任意一种。
10.一种基于上述权利要求1-9中任意一项所述的弱光紫外通信系统执行的通信方法，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种弱光紫外通信系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述信号发送模块包括：
3.根据权利要求1所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述信号接收模块包括：
4.根据权利要求3所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述光学接收单元包括：
5.根据权利要求1所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述信号生成处理模块包括：
6.根据权利要求5所述的弱光紫外通信系统，其特征在于，所述单片机包...
【专利技术属性】
技术研发人员：矫羽，刘建国，王跃辉，杜阿新，赵英凯，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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