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第1章 无线紫外光通信理论基础1

1.1无线紫外光通信1

1.2无线紫外光通信的研究现状3

1.2.1国外研究现状3

1.2.2国内研究现状4

1.3无线紫外光通信原理5

1.3.1无线紫外光散射通信5

1.3.2无线紫外光通信方式8

1.3.3无线紫外光通信技术10

1.4无线紫外光组网通信的关键技术13

1.4.1无线Mesh网络结构13

1.4.2无线紫外光通信链路性能与信道带宽14

1.4.3无线紫外光通信节点模型15

1.4.4无线紫外光分集接收技术16

参考文献18

第2章 无线紫外光大气散射信道特性分析21

2.1无线“日盲”紫外光21

2.2大气的特点22

2.3大气信道中影响无线紫外光通信的主要因素22

2.3.1大气吸收23

2.3.2大气散射24

2.4基于LOWTRAN的大气无线紫外光传输特性仿真与分析27

2.5无线紫外光单次散射覆盖范围模型33

2.5.1 NLOS方式的覆盖范围33

2.5.2 LOS方式的覆盖范围39

参考文献39

第3章 无线紫外光通信散射信道模型41

3.1共面单次散射传输模型41

3.2非共面单次散射传输模型45

3.2.1基于椭球坐标系的非共面单次散射信道模型45

3.2.2基于球面坐标系的非共面单次散射信道模型50

3.3基于蒙特卡罗方法非共面多次散射信道模型53

3.3.1蒙特卡罗光子轨迹直接模拟法54

3.3.2蒙特卡罗光子轨迹指向概率法56

3.3.3蒙特卡罗方法下脉冲响应的仿真60

3.4基于蒙特卡罗方法脉冲展宽效应研究60

3.4.1多次散射对脉冲展宽的影响61

3.4.2 收发仰角对脉冲展宽的影响64

3.5采用蒙特卡罗方法研究非直视无线紫外光通信的覆盖范围78

3.5.1无线紫外光散射覆盖范围蒙特卡罗方法模拟78

3.5.2基于蒙特卡罗的无线紫外光非直视散射覆盖范围分析79

参考文献86

第4章 不同大气环境下无线紫外光信道特性分析88

4.1晴朗天气下无线紫外光通信系统性能分析88

4.1.1路径损耗分析88

4.1.2脉冲响应分析90

4.1.3系统3dB带宽93

4.1.4信道容量仿真预测95

4.1.5无线紫外光通信可行性实验分析97

4.2大气湍流对无线紫外光通信性能的影响98

4.2.1大气湍流理论介绍99

4.2.2高斯光束模型与性能分析104

4.2.3短距离无线紫外光通信在弱湍流下的性能分析107

参考文献110

第5章 无线紫外光网络通信链路性能分析112

5.1无线紫外光非直视通信链路间干扰112

5.1.1无线紫外光路径损耗模型112

5.1.2无线紫外光通信的误码率115

5.1.3无线紫外光通信的信噪比118

5.1.4无线紫外光非直视通信链路间干扰模型118

5.2角度感知的无线紫外光通信模型121

5.2.1研究背景121

5.2.2角度感知的无线紫外光通信节点模型122

5.2.3角度感知的无线紫外光通信性能分析127

参考文献132

第6章 无线紫外光网络接入协议134

6.1无线紫外光非直视通信定向MAC协议134

6.1.1网络假设与模型134

6.1.2 UV-NLOS-DMAC协议描述136

6.1.3 UV-NLOS-DMAC协议仿真结果与分析138

6.2无线紫外光多信道接入协议142

6.2.1研究背景142

6.2.2多信道的MAC协议及问题143

6.2.3无线紫外光非直视多信道多接口通信模型144

6.2.4无线紫外光非直视多信道多接口通信仿真与分析147

参考文献160

第7章 无线紫外光通信系统设计与实现161

7.1发送端的设计与实现161

7.1.1光源的选择161

7.1.2调制驱动电路设计164

7.2接收端的设计与实现164

7.2.1滤光片的选择165

7.2.2光电探测器的选取166

7.2.3接收端的电路设计167

7.3 PPM调制系统的FPGA设计167

7.4无线紫外光通信实验结果与性能分析169

7.4.1无线紫外光语音通信实验与结果分析169

7.4.2无线紫外光数据通信实验与结果分析171

7.4.3无线紫外光PPM调制系统实验与结果分析177

7.5无线紫外光大气传输性能实验181

7.5.1无线紫外光大气传输性能实验硬件平台182

7.5.2实验条件及方法验证182

7.5.3收发端共面情形下的实验结果及分析184

7.5.4非共面路径损耗实验结果及分析186

参考文献192

第8章 直升机助降中无线紫外光引导方法193

8.1无线“日盲”紫外光直升机引导方法193

8.1.1计算参数的获取194

8.1.2在直升机降落中风对无线紫外光通信性能的影响195

8.1.3无线“日盲”紫外光直升机降落调整方法196

8.2直升机起降中无线紫外光ULC-LT码引导方法研究199

8.2.1无线紫外光辅助起降199

8.2.2 ULC-LT码202

8.2.3直升机辅助起降无线紫外光通信传输策略205

8.2.4仿真结果分析207

8.3分步式UEP-LT码研究212

8.3.1非均等数据保护的LT码212

8.3.2 SUEP-LT码编码方法及步骤216

8.3.3仿真结果分析219

参考文献225

第9章 装甲编队中无线紫外光隐秘组网通信技术227

9.1无线紫外光组网通信节点的设计227

9.2无线紫外光节点定位通信实施方案228

9.3组网节点间无线紫外光收发装置的捕获、对准和跟踪231

9.3.1捕获、对准和跟踪的定义231

9.3.2实现主从节点捕获、对准和跟踪的方法231

9.3.3捕获性能仿真分析235

9.4无线紫外光移动自组网链路间的干扰236

9.4.1多条链路间干扰模型236

9.4.2仿真分析238

9.5无线紫外光移动自组网节点间的定位方法246

参考文献248