目錄
前言
第1章 無(wú)線紫外光通信理論基礎(chǔ) 1
1.1 無(wú)線紫外光通信 1
1.2 無(wú)線紫外光通信的研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 3
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 4
1.3 無(wú)線紫外光通信原理 5
1.3.1 無(wú)線紫外光散射通信 5
1.3.2 無(wú)線紫外光通信方式 8
1.3.3 無(wú)線紫外光通信技術(shù) 10
1.4 無(wú)線紫外光組網(wǎng)通信的關(guān)鍵技術(shù) 13
1.4.1 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 13
1.4.2 無(wú)線紫外光通信鏈路性能與信道帶寬 14
1.4.3 無(wú)線紫外光通信節(jié)點(diǎn)模型 15
1.4.4 無(wú)線紫外光分集接收技術(shù) 16
參考文獻(xiàn) 18
第2章 無(wú)線紫外光大氣散射信道特性分析 21
2.1 無(wú)線“日盲”紫外光 21
2.2 大氣的特點(diǎn) 22
2.3 大氣信道中影響無(wú)線紫外光通信的主要因素 22
2.3.1 大氣吸收 23
2.3.2 大氣散射 24
2.4 基于LOWTRAN的大氣無(wú)線紫外光傳輸特性仿真與分析 27
2.5 無(wú)線紫外光單次散射覆蓋范圍模型 33
2.5.1 NLOS方式的覆蓋范圍 33
2.5.2 LOS方式的覆蓋范圍 39
參考文獻(xiàn) 39
第3章 無(wú)線紫外光通信散射信道模型 41
3.1 共面單次散射傳輸模型 41
3.2 非共面單次散射傳輸模型 45
3.2.1 基于橢球坐標(biāo)系的非共面單次散射信道模型 45
3.2.2 基于球面坐標(biāo)系的非共面單次散射信道模型 50
3.3 基于蒙特卡羅方法非共面多次散射信道模型 53
3.3.1 蒙特卡羅光子軌跡直接模擬法 54
3.3.2 蒙特卡羅光子軌跡指向概率法 56
3.3.3 蒙特卡羅方法下脈沖響應(yīng)的仿真 60
3.4 基于蒙特卡羅方法脈沖展寬效應(yīng)研究 60
3.4.1 多次散射對(duì)脈沖展寬的影響 61
3.4.2 收發(fā)仰角對(duì)脈沖展寬的影響 64
3.5 采用蒙特卡羅方法研究非直視無(wú)線紫外光通信的覆蓋范圍 78
3.5.1 無(wú)線紫外光散射覆蓋范圍蒙特卡羅方法模擬 78
3.5.2 基于蒙特卡羅的無(wú)線紫外光非直視散射覆蓋范圍分析 79
參考文獻(xiàn) 86
第4章 不同大氣環(huán)境下無(wú)線紫外光信道特性分析 88
4.1 晴朗天氣下無(wú)線紫外光通信系統(tǒng)性能分析 88
4.1.1 路徑損耗分析 88
4.1.2 脈沖響應(yīng)分析 90
4.1.3 系統(tǒng)3dB 帶寬 93
4.1.4 信道容量仿真預(yù)測(cè) 95
4.1.5 無(wú)線紫外光通信可行性實(shí)驗(yàn)分析 97
4.2 大氣湍流對(duì)無(wú)線紫外光通信性能的影響 98
4.2.1 大氣湍流理論介紹 99
4.2.2 高斯光束模型與性能分析 104
4.2.3 短距離無(wú)線紫外光通信在弱湍流下的性能分析 107
參考文獻(xiàn) 110
第5章 無(wú)線紫外光網(wǎng)絡(luò)通信鏈路性能分析 112
5.1 無(wú)線紫外光非直視通信鏈路間干擾 112
5.1.1 無(wú)線紫外光路徑損耗模型 112
5.1.2 無(wú)線紫外光通信的誤碼率 115
5.1.3 無(wú)線紫外光通信的信噪比 118
5.1.4 無(wú)線紫外光非直視通信鏈路間干擾模型 118
5.2 角度感知的無(wú)線紫外光通信模型 121
5.2.1 研究背景 121
5.2.2 角度感知的無(wú)線紫外光通信節(jié)點(diǎn)模型 122
5.2.3 角度感知的無(wú)線紫外光通信性能分析 127
參考文獻(xiàn) 132
第6章 無(wú)線紫外光網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議 134
6.1 無(wú)線紫外光非直視通信定向MAC協(xié)議 134
6.1.1 網(wǎng)絡(luò)假設(shè)與模型 134
6.1.2 UV-NLOS-DMAC協(xié)議描述 136
6.1.3 UV-NLOS-DMAC協(xié)議仿真結(jié)果與分析 138
6.2 無(wú)線紫外光多信道接入?yún)f(xié)議 142
6.2.1 研究背景 142
6.2.2 多信道的MAC協(xié)議及問(wèn)題 143
6.2.3 無(wú)線紫外光非直視多信道多接口通信模型 144
6.2.4 無(wú)線紫外光非直視多信道多接口通信仿真與分析 147
參考文獻(xiàn) 160
第7章 無(wú)線紫外光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 161
7.1 發(fā)送端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 161
7.1.1 光源的選擇 161
7.1.2 調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 164
7.2 接收端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 164
7.2.1 濾光片的選擇 165
7.2.2 光電探測(cè)器的選取 166
7.2.3 接收端的電路設(shè)計(jì) 167
7.3 PPM調(diào)制系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì) 167
7.4 無(wú)線紫外光通信實(shí)驗(yàn)結(jié)果與性能分析 169
7.4.1 無(wú)線紫外光語(yǔ)音通信實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析 169
7.4.2 無(wú)線紫外光數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析 171
7.4.3 無(wú)線紫外光PPM調(diào)制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析 177
7.5 無(wú)線紫外光大氣傳輸性能實(shí)驗(yàn) 181
7.5.1 無(wú)線紫外光大氣傳輸性能實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái) 182
7.5.2 實(shí)驗(yàn)條件及方法驗(yàn)證 182
7.5.3 收發(fā)端共面情形下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 184
7.5.4 非共面路徑損耗實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 186
參考文獻(xiàn) 192
第8章 直升機(jī)助降中無(wú)線紫外光引導(dǎo)方法 193
8.1 無(wú)線“日盲”紫外光直升機(jī)引導(dǎo)方法 193
8.1.1 計(jì)算參數(shù)的獲取 194
8.1.2 在直升機(jī)降落中風(fēng)對(duì)無(wú)線紫外光通信性能的影響 195
8.1.3 無(wú)線“日盲”紫外光直升機(jī)降落調(diào)整方法 196
8.2 直升機(jī)起降中無(wú)線紫外光ULC-LT碼引導(dǎo)方法研究 199
8.2.1 無(wú)線紫外光輔助起降 199
8.2.2 ULC-LT碼 202
8.2.3 直升機(jī)輔助起降無(wú)線紫外光通信傳輸策略 205
8.2.4 仿真結(jié)果分析 207
8.3 分步式UEP-LT碼研究 212
8.3.1 非均等數(shù)據(jù)保護(hù)的LT碼 212
8.3.2 SUEP-LT碼編碼方法及步驟 216
8.3.3 仿真結(jié)果分析 219
參考文獻(xiàn) 225
第9章 裝甲編隊(duì)中無(wú)線紫外光隱秘組網(wǎng)通信技術(shù) 227
9.1 無(wú)線紫外光組網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì) 227
9.2 無(wú)線紫外光節(jié)點(diǎn)定位通信實(shí)施方案 228
9.3 組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間無(wú)線紫外光收發(fā)裝置的捕獲、對(duì)準(zhǔn)和跟蹤 231
9.3.1 捕獲、對(duì)準(zhǔn)和跟蹤的定義 231
9.3.2 實(shí)現(xiàn)主從節(jié)點(diǎn)捕獲、對(duì)準(zhǔn)和跟蹤的方法 231
9.3.3 捕獲性能仿真分析 235
9.4 無(wú)線紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)鏈路間的干擾 236
9.4.1 多條鏈路間干擾模型 236
9.4.2 仿真分析 238
9.5 無(wú)線紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間的定位方法 246
參考文獻(xiàn) 248