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一种激光脉冲水下传输时域展宽模拟计算方法 总被引:4,自引:0,他引:4
激光脉冲是目前水下无线光通信信号的主要形式,针对水下传输时由多重光散射引起的激光脉冲时域波形展宽问题,采用简单的小角度近似方法进行分析.将经典电子散射理论应用于光子散射研究,从L. B.Stotts模型出发,通过选择合适的水体散射相函数,推导出激光脉冲波形表达式,模拟计算在一定水质条件下脉冲传输不同距离后的脉宽.模拟结果与实验测量数据吻合,并且在较长距离时的精度优于传统模拟方法,验证了该方法的有效性,为解决水下较长距离时激光通信码间串扰问题提供依据. 相似文献
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对非视线光传输模型进行了综合评述.简单介绍了视距情况下的大气辐射传输模型Lowtran、Modtran和Fascode,阐述了非视线光传输的单次散射模型、蒙特卡罗法、离散坐标法的原理、方法,分别编写相应程序并进行对比,结果表明:单次散射模型的解析解形式简单、操作方便且计算速度快,但对条件要求较苛刻,与实际误差较大;Monte Carlo模型真实地模拟光子在散射介质中的传输行为,但它的运算量较大且收敛速度慢,使用指向概率法改进后的模型在运算速度和收敛性方面都显著提高;离散坐标法在处理有散射的辐射传输以及复杂边界的问题具有一定的优势,对该模型进行初步探索,发现模拟大范围辐射传输时对计算机内存要求很高. 相似文献
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基于紫外非视距(NLOS)单次散射信道传输模型,分析了用于无线紫外光通信的分离双脉冲位置调制(SDPPM)方案的误码性能.介绍了SDPPM调制方案的符号结构,将该调制方案与开关键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)和双脉冲位置调制(D-PPM)在带宽需求、功率需求方面进行比较.利用光子计数方法,研究了无背景辐射噪声条件下SDPPM的误符率(SER).对PPM、D-PPM和SDPPM紫外通信系统的误码性能进行仿真,分析路径损耗对其影响.结果表明,SDPPM在信源比特分组长度n为5和6 bit时获得了带宽需求与功率需求的较好平衡.当SER达到10-4时,有效通信距离比D-PPM长20 m左右.同时,SDPPM调制方案降低了紫外光散射通信中因多径色散造成的码间串扰(ISI). 相似文献
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散射相位函数的近似计算 总被引:5,自引:1,他引:4
用MonteCarlo方法模拟光在介质中的传输时,常常会面临散射相位函数的选取问题。本文对几种散射相位函数进行了分析和比较。不难发现,Cornette等提出的近似公式是一个较佳的散射相位函数,但由这个公式不能直接得到散射角的表达式,我们在MonteCarlo模拟中,了提出了三种散射相位函数的近似方法,尽管三咱方法都取得了较好的效果,但比较而言,在保证计算精度和计算效率的条件下,方法三是散射相位函数 相似文献
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针对NLOS(Non-Line-of-Sight)传播环境中单次与多次散射路径的识别问题,本文基于单次散射圆环模型建立了一种二次散射圆环模型,对该模型的统计特征进行了分析。同时,基于信号统计检测理论建立了一种单次与二次散射路径检测模型,然后根据是否已知先验概率两种情况,分别采用广义似然比和奈曼皮尔逊准则来检测识别两种散射路径。仿真结果表明:本文提出的检测识别方法在NLOS环境下能有效识别两种散射路径,相对于LPMD(Line of Possible Mobile Device)算法具有更高的识别率以及更小的虚警概率和漏警概率,且时间开销小,具有一定的应用价值。 相似文献
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为了克服紫外光通信中单散射模型在低能见度下的适用局限性,基于一阶多次散射理论,对Luegtten非直视单散射信道模型进行修正。在原模型的建模基础上,修正模型考虑了大气分子的瑞利散射和气溶胶的米氏散射,并且引入了多次散射的影响,运用Matlab对修正模型进行了仿真。结果表明,在低能见度下修正模型比原模型在信道模拟上有较大改进,数据与试验结果吻合得更好;由于一阶多次散射理论适用于多次散射小于单次散射但又不能忽略的情况,修正模型与实际情况存在一定的差距。这对低能见度下的紫外光通信试验提供了参考数据。 相似文献
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针对当前室外定位基站和目标之间的信号收发不同步,以及非视距(Non-Line of Sight,NLOS)环境下定位困难的问题,提出了一种基于角度重构和差分飞行时间(Time of Flight,TOF)的室外NLOS多站定位方法。首先,基于单次散射模型给出了一种关于散射体波达角(Angle of Arrival,AOA)的粗略重构方法,再利用多径信号的差分TOF并结合模型中目标、散射体、基站之间的几何位置关系构建定位方程;然后,结合先验信息添加约束区间并结合定位方程将定位问题转化为最小二乘优化问题,并利用列文伯格-马奈尔特法(Levenberg Marquardt,LM)算法进行初始解算得到基站到目标的初始估计距离;最后,将每个基站的距离估计结果进行联合多边定位得到最终目标位置。仿真结果表明,该方法利用多个基站能在室外NLOS环境中实现较高定位精度。 相似文献
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为了研究霾环境下应用紫外光通信的系统特性,研究了霾粒子的物理特性及谱分布特性,利用散射理论分析了霾粒子在日盲紫外光波段的散射特性;并利用经典Luettgen单散射信道模型,研究了霾环境下非视距日盲紫外光传输的路径损耗特性。通过分析路径损耗与通信距离、能见度以及系统角度之间的关系仿真结果,得到了非视距紫外光传输系统中霾衰减的理论特性:在较短通信距离时,系统的路径损耗受天气状况(能见度)影响较大;能见度较好时,通信距离对路径损耗的影响将会突出,实际中应尽量选取能见度大于2 km的天气条件。文中的工作对设计霾天环境下紫外光通信系统及优化系统性能提供了一定的理论参考,同时对系统工程化实现也具有一定的指导意义。 相似文献
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蜂窝移动通信环境复杂多变,在基站和移动台之间不可避免会出现电波的非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)传播,使基站和移动台之间的距离测量误差显著增大,导致定位性能急剧下降。为了准确识别出视距(Line-of-Sight,LOS)与非视距传播的基站信号,提出了一种基于随机森林的LOS/NLOS基站识别方法,通过分析移动台与各基站接收机测量距离与定位误差之间的相关性,选择LOS/NLOS测量距离作为特征进行分类器训练,再将分类器用于LOS/NLOS基站的识别。仿真结果表明,该方法对NLOS基站的正确识别率达到90%以上,能取得较好的定位性能。 相似文献
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一种改进的无线定位算法 总被引:6,自引:0,他引:6
Taylor级数展开法和Chan算法是两种性能优良的利用电波到达时间差(TDOA)的定位算法,前者简单实用,但是其缺点是对初值比较敏感;后者在视距(LOS)传播环境下有较高的定位精度,二者结合可以大大提高定位的精度。但是在非视距(NLOS)传播环境下Chan算法精度会受到较大的影响,从而影响到Taylor级数展开法的定位精度。本文根据NLOS传播环境下附加传播时延和均方根时延扩展的统计特性,对NLOS误差的均值和方差进行估计,对TDOA测量值进行修正,采用Chan算法计算初值,再利用Taylor级数展开法进行定位,并与其它两种基于Taylor级数展开法的定位方法结果进行了比较。仿真结果表明,该算法能够提高NLOS传播环境下的定位精度,性能优于另外两种基于Taylor级数展开法的定位方法。 相似文献
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Ardiansyah Musa Gde Dharma Nugraha Hyojeong Han Deokjai Choi Seongho Seo Juseok Kim 《International Journal of Communication Systems》2019,32(13)
Among existing wireless technologies, ultra‐wideband (UWB) is the most promising solution for indoor location tracking. UWB has a great multipath fading immunity; however, great multipath resolvability alone does not eliminate the effect of non‐line‐of‐sight (NLOS) and multipath propagation. NLOS and multipath propagation in indoor environments can easily produce meters of UWB ranging error. This condition gives an enormous impact on the accuracy of indoor location tracking data. To address this problem, we propose an NLOS detection method using recursive decision tree learning. Using the UWB channel quality indicators information, we develop our model with the Gini index and altered priors splitting criteria. We then validate the constructed model using the 10‐fold cross‐validation method. Our experiment shows that the constructed model has correctly detected 90% of both line‐of‐sight (LOS) and NLOS cases on the seven different indoor environments. The result of this work can be used for the UWB indoor location tracking accuracy improvement. 相似文献
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基于移动通信环境中非视距(NLOS)传播时延服从指数分布的特性,提出了一种改善移动台定位精度的波达时间(TOA)数据处理方法.NLOS传播时延是TOA测量误差的一部分,是基站与移动台距离的指数函数,具有正偏置的特性,因此TOA测量值越大其误差越大.对所有的TOA测量数据进行分析,仅保留误差最小的3个,然后再采用最小二乘(LS)法估计移动台的坐标.仿真结果表明,该TOA数据处理方法能够明显改善NLOS传播环境下的定位精度,在系统测量误差较小时对LOS传播条件下的定位精度几乎没有影响. 相似文献