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Deep learning-based channel estimation for wireless ultraviolet MIMO communication systems

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Optoelectronics Letters 2024年第1期20卷 35-41页

作者： zhao taifei SUN Yuxin Lü Xinzhe ZHANG Shuang Faculty of Automation and Information Engineering Xi'an University of TechnologyXi'an 710048China Xian Key Laboratory of Wireless Optical Communication and Network Research Xi'an 710048China

To solve the problems of pulse broadening and channel fading caused by atmospheric scattering and turbulence,multiple-input multiple-output(MIMO)technology is a valid way.A wireless ultraviolet(UV)MIMO channel estimation approach based on deep learning is provided in this *** deep learning is used to convert the channel estimation into the image *** combining convolutional neural network(CNN)and attention mechanism(AM),the learning model is designed to extract the depth features of channel state information(CSI).The simulation results show that the approach proposed in this paper can perform channel estimation effectively for UV MIMO communication and can better suppress the fading caused by scattering and turbulence in the MIMO scattering channel.

关键词： channel scattering MIMO

Electrical and aerodynamic characteristics of sliding discharge based on a microsecond pulsed plasma supply

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Plasma Science and Technology 2022年第11期24卷 37-46页

作者： taifei zhao Qian ZHANG Borui ZHENG Yuanpeng LIU Yuanzhong JIN Quanlong CHEN School of Automation and Information Engineering Xi’an University of TechnologyXi’an 710048People’s Republic of China The Green Aerotechnics Research Institute of Chongqing Jiaotong University Chongqing 401120People’s Republic of China

Plasma flow control technology has broad prospects for *** with conventional dielectric barrier discharge plasma actuators(DBD-PA),the sliding discharge plasma actuator(SD-PA)has the advantages of a large discharge area and a deflectable induced *** achieve the basic performance requirements of light weight,low cost,and high reliability required for UAV(Unmanned Aerial Vehicle)plasma flight experiments,this work designed a microsecond pulse plasma supply that can be used for sliding discharge plasma *** this study,the topology of the primary circuit of the microsecond pulse supply is determined,the waveform of the output terminal of the microsecond pulse plasma supply is detected using the Simulink simulation platform,and the design of the actuation voltage,the pulse frequency modulation function and the construction of the hardware circuit are *** electrical diagnosis and flow field analysis,the actuation characteristics and flow characteristics of sliding discharge plasma under microsecond pulse actuation are studied,the optimal electrical actuation parameters and flow field characteristics are described.

关键词： plasma flow control microsecond pulse plasma supply sliding discharge plasma

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无线紫外光非直视通信信道容量估算与分析

中国激光 2015年第6期42卷 152-159页

作者：赵太飞金丹宋鹏西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室四川成都610054 西安工程大学电子信息学院陕西西安710048

无线紫外光非直视通信中,大气散射和收发角度是影响紫外光通信系统性能的重要因素。在无线紫外光非直视通信单次散射模型的基础上,提出了一种适合于紫外光非直视通信的信噪比和信道容量估算方法,并将该方法与量子极限法进行对比计算,验... 详细信息

无线紫外光非直视通信中,大气散射和收发角度是影响紫外光通信系统性能的重要因素。在无线紫外光非直视通信单次散射模型的基础上,提出了一种适合于紫外光非直视通信的信噪比和信道容量估算方法,并将该方法与量子极限法进行对比计算,验证了无线紫外光通信信道容量估算法的正确性。利用计算机仿真了收发端角度对紫外光通信中路径损耗、信道容量的影响,并分析了不同背景噪声环境下的信道容量。仿真结果表明,发送、接收仰角及接收视场角对紫外光通信中的路径损耗、信道容量影响较大,而发散角对其影响不大,且信道容量随背景噪声的增大而减小。

关键词：光通信紫外光散射非直视信道容量

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无线紫外光通信干扰链路性能研究

激光与光电子学进展 2023年第9期60卷 423-429页

作者：赵太飞马倩文赵毅西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室陕西西安710000

日盲无线紫外光系统进行通信时,若同时存在多条工作链路,则同时工作的链路会在空间中发生有效散射体的重叠,造成不同通信链路之间互相干扰,影响通信性能。本文针对典型的干扰模型建立了基于蒙特卡罗方法的无线紫外光非直视通信散射信道... 详细信息

日盲无线紫外光系统进行通信时,若同时存在多条工作链路,则同时工作的链路会在空间中发生有效散射体的重叠,造成不同通信链路之间互相干扰,影响通信性能。本文针对典型的干扰模型建立了基于蒙特卡罗方法的无线紫外光非直视通信散射信道仿真实验,验证了该模型的正确性。并利用该模型仿真了无线紫外光通信中所存在的共面干扰、非共面干扰以及非共面且存在高度差干扰下的链路干扰模型。结果表明:影响信道误码率的因素主要有干扰端的位置以及有效散射体体积的大小;在非共面且存在高度差的干扰情况下,可以通过调整发射端仰角的大小减小链路间干扰,提高通信系统的性能。

关键词：散射日盲紫外光蒙特卡罗模型链路干扰非直视通信

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无人机匹配地形飞行的无线紫外光引导方法

光学学报 2020年第2期40卷 28-34页

作者：赵太飞刘萍马倩文陕西省智能协同网络军民共建重点实验室陕西西安710000 西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

使用紫外光引导无人机飞行,具有抗干扰能力强、全天候非直视通信、保密通信能力强和适用于特殊场合等优点。因此,提供一种无人机匹配地形飞行的无线紫外光引导方法,以辅助无人机匹配不同地形飞行。提出一种基于紫外光的光功率控制方法,... 详细信息

使用紫外光引导无人机飞行,具有抗干扰能力强、全天候非直视通信、保密通信能力强和适用于特殊场合等优点。因此,提供一种无人机匹配地形飞行的无线紫外光引导方法,以辅助无人机匹配不同地形飞行。提出一种基于紫外光的光功率控制方法,调整紫外信标发送端的角度和发射功率,使得到达无人机飞行平面的紫外光的功率相等,从而保障无人机安全飞行。对功率控制方法进行了计算机仿真。实验结果表明,紫外光LED发送张角不超过80°时,功率容易控制,信标集成易于实现,且受地形、高度等因素影响较小。

关键词：光通信无线紫外光紫外信标功率控制地形匹配

Experimental and numerical investigation of a self-supplementing dual-cavity plasma synthetic jet actuator

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Plasma Science and Technology 2023年第2期25卷 172-178页

作者：郑博睿张倩赵太飞宋国正陈全龙 School of Automation and Information Engineering Xi'an University of TechnologyXi'an 710048People's Republic of China Science and Technology on Plasma Dynamics Laboratory Air Force Engineering UniversityXi'an 710038People's Republic of China The Green Aerotechnics Research Institute of Chongqing Jiaotong University Chongqing 401120People's Republic of China

The primary issue regarding the plasma synthetic jet actuator(PSJA)is its performance attenuation at high *** solve this issue,a self-supplementing,dual-cavity,plasma synthetic jet actuator(SD-PSJA)is designed,and the static properties of the SD-PSJA are investigated through experiments and numerical *** pressure measurement shows that the SD-PSJA has two saturation frequencies(1200 Hz and 2100 Hz),and the experimental results show that both the saturation frequencies decrease as the volume of the bottom cavity of the SD-PSJA *** the size of the supplement hole increases,the first saturation frequency increases continuously,while the second saturation frequency shows a trend of first decreasing and then *** simulations show that the working process of the SD-PSJA is similar to that of the PSJA,but the volume of the cavity in the SD-PSJA is smaller than that of the PSJA;the SD-PSJA can supplement air to the top cavity through two holes,thus reducing the refresh time and effectively improving the jet intensity of the actuator at high frequencies.

关键词： plasma flow control plasma synthetic jet actuator pressure measurements numerical simulations

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蛙人协作中的水下无线光通信邻居发现方法

光学学报 2018年第12期38卷 54-61页

作者：赵太飞王晶张杰江亮西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048 西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室四川绵阳621010 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室北京100876

针对蛙人在水下协作执行任务时保持良好通信的需求,研究采用无线光通信技术的节点邻居发现方法。由于光束具有方向性,为了保证邻居发现效果,基于无线光水下传播特性设计半球形通信节点结构,通过成对使用的方式完成对蛙人周围三维空间的... 详细信息

针对蛙人在水下协作执行任务时保持良好通信的需求,研究采用无线光通信技术的节点邻居发现方法。由于光束具有方向性,为了保证邻居发现效果,基于无线光水下传播特性设计半球形通信节点结构,通过成对使用的方式完成对蛙人周围三维空间的覆盖。在半球形节点结构基础上研究采用握手交互信息帧的邻居发现协议,通过发光二极管(LED)逐向扫描发送交互信息的方式,可以不依靠外部定位信息发现相邻蛙人节点。针对蛙人在运动状态下通信链路容易发生中断的问题,研究通信链路的跟踪保持方法。仿真结果表明,在合理选择节点结构参数的情况下,邻居发现方法能有效发现邻居节点,建立通信链路,跟踪保持方法也能显著降低通信链路的中断次数。

关键词：光通信水下光通信蛙人协作节点设计邻居发现协议跟踪保持方法

无线紫外光MIMO直升机助降ALOS链路性能分析

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红外与激光工程 2018年第10期47卷 233-239页

作者：赵太飞包鹤马欣媛西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

无线紫外光通信具有高速率高可靠性的特点,可以满足复杂环境下的通信。通过直升机助降的过程提出近似直视通信方式,并研究了无线紫外光MIMO系统的ALOS通信链路模型,同时计算了弱湍流条件下ALOS链路中MIMO系统的误码性能,并仿真分析其信... 详细信息

无线紫外光通信具有高速率高可靠性的特点,可以满足复杂环境下的通信。通过直升机助降的过程提出近似直视通信方式,并研究了无线紫外光MIMO系统的ALOS通信链路模型,同时计算了弱湍流条件下ALOS链路中MIMO系统的误码性能,并仿真分析其信噪比、发射功率、发射(接收仰角)以及通信距离对误码率的影响。计算分析当发射(接收)仰角小于35°时,误码率随着发射(接收)仰角的增大,其增长趋势比较明显,当大于35°时,误码率随着发射(接收)仰角的增大,其增长趋势变缓。结果表明,在无线紫外光ALOS链路中,采用天线阵列和多探测器的MIMO技术能够较好地降低误码率和抑制大气湍流,并提高抗衰弱能力。

关键词：无线紫外光通信 MIMO系统近似直视直升机助降

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日盲紫外光霾粒子光散射测量方法研究

电子测量与仪器学报 2016年第9期30卷 1432-1437页

作者：赵太飞康博伦西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

针对光散射粒子测量方法中测量结果受到外界杂散光干扰这一问题,提出将日盲紫外光应用于光散射粒子测量方法中。利用Mie散射理论仿真了日盲紫外光不同粒径粒子的散射光分布函数,结果表明,日盲紫外光对粒径较小的粒子散射特性良好,能够... 详细信息

针对光散射粒子测量方法中测量结果受到外界杂散光干扰这一问题,提出将日盲紫外光应用于光散射粒子测量方法中。利用Mie散射理论仿真了日盲紫外光不同粒径粒子的散射光分布函数,结果表明,日盲紫外光对粒径较小的粒子散射特性良好,能够应用于光散射粒子测量方法之中。利用T矩阵方法计算了日盲紫外光椭球粒子的散射特性,结果表明,在日盲紫外光248 nm处,椭球粒子的消光截面相比等效球形粒子偏小2.82%,散射截面偏小1.95%。最后分析了椭球粒子形变参数与复折射率对其散射相函数的影响,这些分析为光散射粒子测量方法提供了一定的理论依据。

关键词：日盲紫外光光散射椭球粒子相函数