紫外光非视距通信技术简介

概括介绍紫外光非视距通信技术的各个方面,包括其特性、工作原理、系统构成、关键器件及其在军事方面的应用等,并报道一些最新的研究成果。     

紫外光通信大气信道模型研究

紫外光通信是一种新兴的基于大气散射和吸收的无线光通信技术,系统结构参数的选择对系统性能有重要影响。该文通过利用Luettgen提出的非视距单散射模型,比较了在不同仰角、光束孔径角情况下,损耗、延时、脉冲半宽展宽的变化特征,并给出了不同传输距离下能量密度的分布情况。根据仿真计算得到了不同紫外光通信条件下的损耗、时延和脉冲展宽。     

一种智能超表面辅助的非视距安全通信方法

针对发射机与期望用户之间存在阻挡时的非视距物理层安全传输问题,提出了智能超表面辅助的阵列天线物理层安全通信方法。首先,建立智能超表面阵列天线系统模型,通过阵列天线直传链路和智能超表面反射链路完成无线系统的安全通信。随后,针对窃听者被动接收信号,无法确定窃听者具体位置的情况,提出了在确保期望用户可靠接收信号的同时以最大化人工噪声干扰功率为目标联合优化发射波束成形矢量和智能超表面反射系数矩阵的优化方法。最后,分析优化问题,并利用辅助变量和半定松弛等方法得到最优解,达到抑制窃听者接收信号的同时,确保期望用户可靠和安全通信的目的。仿真实验证实,智能超表面辅助的物理层安全通信方法提高了非视距场景下信息传输的可靠性与安全性。     

非视距传播环境下对移动用户定位的AOA方法

非视距传播问题是移动定位中的一个关键问题．基于几何结构的单次反射统计信道模型，提出了一种减小非视距传播影响的AOA定位方法．该方法一方面利用所有的参数信息进行定位，使有限的资源得到充分利用，另一方面采用不等式约束减小移动台的可行区域，二者结合以提高非视距传播环境下的定位精度．仿真结果证明了该方法的有效性．     

蜂窝网中协作定位技术

蜂窝网中的协作定位技术作为一种高性能的定位技术,改善了非视距传输(Non Line of Sight)和多径效应对移动终端(Mobile Station)定位的影响,扩展了定位服务范围。文中综述了协作定位技术原理与蜂窝网中协作定位技术的研究现状和应用,对现阶段的协作定位技术进行了分析比较,并展望了其发展方向。     

室内双极化MIMO系统信道特性

为了研究双极化多输入多输出（MIMO）系统的信道特性,进行了室内信道测量实验,通过Elektrobit多维信道探测器获得视距和非视距场景下的信道冲激响应.对功率时延谱、均方根时延扩展、信道容量和交叉极化鉴别率等信道参数进行分析,得出电波在水平极化、垂直极化和双极化下不同的传播机理.仿真结果表明,双极化MIMO系统有利于多径分量的产生,相比于单极化系统有显著的信道容量优势.仿真结果对于室内MIMO系统的设计以及系统级和链路级仿真有一定的参考价值.     

非视距环境下基于时域测量的刚体位姿估计

为了提升非视距环境下的刚体目标定位性能,提出了一种利用无线信号时域信息的刚体定位方法,来克服非视距误差对定位性能的影响。引入非视距误差作为辅助变量,将刚体节点位置估计转化为广义信赖域子问题;通过二分法估计出刚体节点的位置;运用奇异值分解求解非视距环境下刚体的位姿参数。计算机仿真验证了所提方法具有良好的定位性能。     

300 GHz太赫兹波室内非视距散射特性研究

为分析室内建筑材料粗糙表面散射对太赫兹波的影响,采用射线跟踪法和基尔霍夫标量近似法,研究了300GHz非视距传播的散射特性,仿真分析不同的极化和粗糙参数对室内非视距传输中的散射传播影响。仿真结果表明,当粗糙参数不变时,水平极化波的接收性能比垂直极化波的性能好,随着粗糙度的增大,整个非视距区域的接收性能均提高。     

基于正交多项式拟合的非视距定位优化算法

提出一种非视距环境中基于到达时间的移动定位优化算法。首先在基站端利用系统测量误差的先验知识判断到达时间测量值中是否存在非视距误差;然后通过加权正交多项式拟合对含有非视距误差的测量值进行修正,并利用有约束的加权优化算法对移动用户进行位置估计;最后对算法的定位误差性能进行仿真分析,并与视距环境中的最小二乘算法和有约束加权最小二乘算法的平均定位误差以及定位误差的克拉默·劳下界进行了比较。计算结果表明,提出的算法在非视距环境中能够得到较好的定位精度。     

矩形隧道下存在车辆遮挡的V2V信道测量与分析

车对车(V2V)通信是智能交通系统的重要组成部分。隧道是智能交通系统的一个重要应用场景。考虑到隧道壁反射、车辆衍射以及隧道附属设施布置密而复杂的问题,研究隧道场景下的V2V信道传播特性对于智能交通系统的设计与测试具有重要意义。本文利用宽带信道探测器对隧道环境下的V2V信道进行了测量。测量所使用的载波频率和带宽分别为5.2 GHz和120 MHz。根据不同的情况,将测量分为3种类型:可视距(LOS)、部分视距(OLOS)和不可视距(NLOS)。基于实际测量数据,建立不同场景的路径损耗模型和接收信号幅值衰落分布,进而分析信道衰落特性。结果表明,NLOS场景下的路径损耗指数、阴影衰落均大于LOS、OLOS情况,LOS、OLOS之间阴影衰落没有显著变化。LOS和OLOS场景下接收信号的幅度衰落均服从莱斯分布,NLOS场景下接收信号的幅度衰落服从瑞利分布;3种场景下均方根延迟扩展都符合对数正态分布;NLOS引起了更大的阴影衰落和时域弥散;随着距离的增大,K因子逐渐减小,表明K因子对距离具有依赖性。     

日盲区紫外光非视线传输模型

为建立一个更接近实际情况的紫外光非视线传输模型,用来处理复杂的大气条件和边界条件,建立了基于Monte Carlo方法的紫外光非视线传输快速算法模型。分析了发射功率为1 W的单色紫外光信号在不同环境条件下的脉冲响应函数和边界条件对信号强度空间分布的影响,以及系统发射仰角和接收仰角与探测信号强度的关系。与单次散射模型比较,该模型具有更高的精度和边界处理能力。对合理涉及通信系统、提高通信质量都有很大提高。     

ICI Cancellation Algorithm for OFDM Based Aeronautical Communication Systems and Its Performance Analysis

The aeronautical en-route communication channel is modeled as a two-ray double-selective channel.Based on the channel model,a low-complexity iteration self-cancellation algorithm is proposed to cancel the inter-carrier interference(ICI)of orthogonal frequency division multiplexing(OFDM)system in aeronautical communications.ICI can be completely suppressed by the proposed algorithm if channel parameters are estimated ideally.We analyzed the SNR loss with variant iteration times theoretically,and pointed out ...     

基于多通信模式的通用工业远程监控系统设计

针对工业生产中对于可靠远程监控的需要,该文提出一种基于多种通信模式的通用工业远程监控系统设计方案.首先给出基于PLC的常用参数数据采集方案;为确保远程数据传输的可靠性,研发了一套集成多种通信模式的通用数据传输设备;最后给出系统组网设计方案,实现工业远程监控.该设计方案可满足实际生产中实时快速传输现场数据的要求,可以方便地在不同网络模式间实现点对点通信,而且可根据通信终端所处网络环境智能选择用于通信的网络.     

天线和传播对室内MIMO信道容量的影响

采用2维射线跟踪法分析了视距、非视距室内传播环境和天线阵列结构对多入多出(MIMO)系统容量补累积分布函数(CCDFS)的影响. 室内传播环境和天线阵列结构对MIMO系统容量CCDFS有重要的影响. 10%中断容量也表明,室内环境中有独立同分步(i.i.d.)瑞利信道容量大于线性阵容量,线性阵容量大于矩形阵容量或圆形阵容量的关系,而且视距环境中系统容量要低于非视距环境中系统容量. 结果表明,这些结论对合理设计MIMO系统有重要的意义.     

Analysis of the performance of energy harvesting cognitive relay networks over κ-μ fading

Aiming at the problems of small coverage, short lifetime and diversity link channel attenuation in energy-constrained cognitive relay networks, the outage performance of energy harvesting multi-hop cognitive relay networks over complicated fading channel scenarios are studied. First, the κ-μ distribution is adopted to represent various single and mixed line-of-sight and non-line-of-sight fading channel scenarios. Then the dedicated power beacon assisted energy harvesting underlay multi-hop decode-and-forward cognitive relay networks are constructed. The exact and asymptotic unified outage probability expressions for secondary networks are derived over the κ-μ fading channels. Simulation results show that the secondary outage probability can be monotonically decreased with the increase of the power beacon signal’s power or/and primary networks’ interference constraint until it tends to saturation on the condition of various fading channel scenarios, and the secondary networks’ outage probability can be degraded with the deterioration of the channel link condition when the primary networks’ interference constraint is lower, and the secondary networks’ outage performance can also be increased with the improvement of the channel link condition when the primary networks’ interference constraint is higher. The secondary networks’ outage probability can be decreased by reasonable settings of the hop number and energy harvesting ratio according to the type of fading channel scenarios.     

基于太赫兹通信的高空飞机编队组网研究

针对应用于航空通信场景的太赫兹通信,基于太赫兹波的高空传播特性,提出了同时包含确定信道和随机信道的高空太赫兹信道传输模型.对于确定数量的有人/无人飞机混合编队,以通信中断概率作为机间通信的可靠性指标,分析了给定中断概率阈值下高空太赫兹通信的最远机间距离.面向执行环境监测任务的飞机编队,提出了满足高空太赫兹通信可靠性指标的最大化编队监测面积的编队位置部署方案.仿真验证了理论推导的正确性,求解了最优编队部署,相比于考虑不完善的太赫兹高空信道模型,编队最优部署下的最大监测面积提升了约8%,为高速的高空组网提供有效支撑方案.     

多用户混沌通信系统的盲均衡算法

为了消除多用户的混沌通信系统中存在的多径信道畸变、多用户干扰以及信道噪声,组合不同的状态空间模型,提出了一种双扩展卡尔曼滤波器(Dual Extended Kalman Filter,DEKF)的盲均衡算法。仿真结果表明,这种盲均衡算法能较快地跟踪多径时变信道,有效地抑制信道噪声,进而实现多用户通信。