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。     

超宽带通信信道模型

超宽带通信是一种使用非常宽的频带来收发数据的技术,可以达到很高的数据传输速率并与别的无线传输系统互不干扰,而要实现超宽带通信,就必须要研究它的无线通信道模型。信道模型的建立是系统设计、性能优化以及深入研究的基础之一,准确、完整的模型又是建模的关键点和难点。根据目前国际上对超宽带无级通信在信道方面的研究,本文介绍了Intel,AT&T提出的两种超宽带信道模型,其中包括它们的信道测量实验环境、数据描述、路径损耗模型、多径模型等。     

紫外光通信:原理、技术与展望

与传统视距光通信不同,紫外光通信能够实现非视距通信,广泛地应用于视距链路受阻的场景,近年来工业互联网的高速发展催生了工业设备间大容量灵活组网通信的需求,这给紫外光通信带来了新机遇。为推动紫外光通信的实用化研究,阐明了紫外光通信的主要应用场景,概述了紫外光通信的研究现状,介绍了硬件试验、信道模型、信道估计与检测、空间分集技术等关键技术,展望了紫外光中继与双工通信、紫外光传感网络和非视距定位技术等未来发展方向和相应挑战。     

UWB信道模型简介

超宽带(Ultra-Wideband)无线通信技术是一种利用短脉冲传输信息的通信方式,具有很高的带宽,速度可达到几百兆,因而成为研究的热点。信道模型是无线通信系统研究和设计的基础。本文介绍了UWB常用的测量技术,然后介绍了几种典型的UWB信道模型的建模方法和特性。     

“日盲”紫外光定向发送与定向接收的非直视通信覆盖范围研究

针对紫外光定向发送与定向接收的非直视(C类NLOS)通信,基于椭球坐标系,建立了通信模型,推导了通信覆盖范围的计算公式,并进行了数值分析。结果表明:紫外光接收视场角越大或收发端传输距离越长,通信节点的覆盖范围越广。     

超导信道的量子密码通信

量子密码通信是一种新的密钥通信方法，可以发现任何窃听。现有的量子密码通信基于弱光传输。这里提出一种以超导信道中的约瑟夫森电子干涉效应为基础的量子密码通信方案，并讨论了其可行性和保密性。     

基于3D几何信道模型非对称波束信道特性分析

为了研究非对称波束模式对无线信道特性的影响,采用三维(3D)几何信道模型分析了宏蜂窝小区场景中非对称波束模式下的毫米波无线信道小尺度衰落特性。结合传播图理论提出一种非平稳3D几何信道建模方法,并通过生成的波束筛选出有效散射点,以期降低计算复杂度。分析了非对称波束模式对时域、频域、空域选择性衰落的影响。仿真结果表明,在宏蜂窝小区下行链路中,收发波束域交集中的有效散射点数量多于上行链路中的数量,导致其多普勒、时延、角度扩展明显高于上行链路,而上行链路则可近似为视距单径传播环境。     

深空信道模型特性分析及其仿真

为建立较为精准的深空信道模型,在分析深空通信信道特性的基础上,重点考虑星体公转对通信信道的影响,建立了可变参数Rician信道模型来模拟深空通信信道.通过Matlab仿真工具,分析了低信噪比条件下太阳-地球-探测器夹角(SEP)不断变化对信道性能的影响.仿真结果表明:模型中的Rician因子随着SEP的改变而相应变化,能够对深空通信在宇宙空间中传输的衰落特性进行较为准确的描述.这为深空通信链路的可靠建立和调制方式的合理选择打下了基础.     

水声MIMO信道模型和容量分析

水声通信系统对数据率的更高要求提出了水声信道容量限的问题。信息理论的研究表明,采用多输入多输出(MIMO)结构具有改善信道容量的潜力。文章对MIMO水声信道模型及信道容量进行了研究。借助于瑞利衰落统计模型和射线模型,建立了时变的MIMO水声信道模型,分析了多径时延以及发射、接收阵元数对时变水声信道容量的影响。文中还基于湖试信道测量数据,给出了信道的功率延迟线和不同信道的中断容量结果。仿真和测量的结果表明,相比单输入单输出(SISO)信道,MIMO水声信道可以获得明显的容量改善;而且相比平坦衰落信道,多径MIMO水声信道可以获得更大的容量增益。     

大气湍流下无线光通信信道性能研究

无线光通信中大气湍流导致光信号在传输中产生光强起伏等现象,其影响成为无线光通信普及的一大障碍．基于大气湍流不同光强起伏信道模型,分别建立了弱、中及强湍流信道的中断概率与平均信道容量数学统计模型,研究了大气折射率结构常数和传输距离对湍流信道可靠性的影响．仿真结果表明,归一化闽值信噪比和通信距离的增加导致通信系统性能劣化．平均信道容量随着湍流强度的增大而降低,且随着接收机平均电信噪比增大,弱湍流下的信道容量增长速度明显大于强湍流．     

星间链路信道模型研究

低轨道卫星是卫星通信的发展趋势,但单星覆盖范围小决定了星间链路技术是将来发展的重点。由于星间链路信道不可避免的会产生衰减、时延、多普勒频移以及噪声等,一定程度上影响着通信质量。因此,在总结无线电波空间传输特性,分析星间链路信道统计特性的基础上,得出其统计模型,具有重要意义,并为进一步的计算机仿真提供依据。     

煤矿架线电机车专用线通信信道的实验研究

专用线电机车通信已在美国煤矿试验成功，较好地解决了电机车载波通信距离和噪声干扰问题；在国内也进行了理论研究和短距离实验。为使这种简单易行的通信方式引入我国煤矿，我们研制了实验用通信机，在三个煤矿井下运输大巷进行了实地测试，测试结果为我国煤矿井下建立和完善专用线通信系统提供了有实用价值的参考数据。     

基于AVR单片机的紫外语音通信系统解调技术

应用调频技术实现对电光信号的调制转换,再通过接收频率变换的紫外光信号进行光电转换,还原出原始信号.提出了一种用AVR单片机解调来提高紫外通信系统的传输速率的方法,采用AVR单片机设计解调电路,较好地处理2FSK信号的过渡带问题,使传输的信息经调制后能正确解调,传输速率可达到4.8 kbit/s,成功实现了实时语音通信.     

一种用于低压电力线通信的信道估计算法仿真

针对低压电力线通信中的信道估计问题,应用正交频分复用(OFDM)技术,在现有的OFDM通信信道估计算法的基础上,提出一种基于小波滤波器判决反馈的信道估计算法.该算法无需额外发送参考消息,提高了信道的利用率,而且小波滤波器能够达到去噪声的目的,具有良好的估计性能.对该算法进行了理论分析和初步的仿真实验,给出了仿真方法及结果.     

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。     

大气信道无线激光通信系统设计方法研究

大气信道是制约无线激光通信链路性能提高的一个重要约束条件。为了提升通信系统性能,使其能适应远距离、高速率、低误码率的传输需求,在进行系统级设计时根据大气信道激光传输特性进行总体设计与分析是十分必要的。首先对大气激光传输特性展开研究,在实验的基础上对大气湍流、大气衰减效应进行了分析;然后从大气信道约束的角度出发,分析了大气信道中光端机的光学发射天线、光学接收天线、通信系统、瞄准跟踪等子系统的设计方法以及相应的设计参数和优化方法;最后给出了一套大气信道无线激光通信系统的总体设计实例。     

New Channel Simulator for Adaptive HF Communication Systems

The high frequency (HF) channel simulators with time-varying parameters based on the Watterson model are analyzed. The methods of simulating the HF channel with time-varying parameters are proposed. The linearly time-varying delay spread is introduced into the channel simulators to simulate the transition states between two channel modes of CCIR520-1. Two signals, including a 500 Hz and a 1 000 Hz bandwidth signal are respectively input into the standard Watterson HF channel model and the proposed channel model with time-varying parameters. Some simulation results prove that the proposed HF channel model with time-varying parameters can reflect the time-varying characteristics of frequency selected fading of HF channel.