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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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无线紫外光MIMO信道中BCOSTBC编码研究

无线紫外光MIMO信道中BCOSTBC编码研究

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作者：包鹤西安理工大学

学位级别：硕士

无线“日盲”紫外光(Ultraviolet,UV)可以通过大气粒子散射实现非直视通信,且具有安全性好、抗干扰能力强、保密性高等优势。然而,无线紫外光散射传输衰减严重且发射功率受限。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术可以在接... 详细信息

无线“日盲”紫外光(Ultraviolet,UV)可以通过大气粒子散射实现非直视通信,且具有安全性好、抗干扰能力强、保密性高等优势。然而,无线紫外光散射传输衰减严重且发射功率受限。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术可以在接收端使用分集接收技术,从而减小信号散射和能量衰减带来的影响。同时,无线紫外光MIMO通信技术能满足复杂环境中近距离隐秘通信的需求,可抑制大气湍流并改善无线紫外光通信系统的误码性能,也可以解决复杂低空环境下直升机安全助降的问题。无线紫外光MIMO系统的空时编码方法可以有效抑制湍流信道中的信号衰落,实现高度的空间复用和角度复用,获得较高的分集增益和编码增益,提高无线紫外光通信系统频谱利用率和可靠性。因此,本论文主要研究无线紫外光MIMO信道中比特补码式正交空时编码(Bit Complementary Orthogonal Space-Time Code,BCOSTBC)方案,并针对弱湍流条件下低空无线紫外光MIMO链路性能进行分析,具体工作如下:(1)介绍了无线紫外光通信网络、MIMO技术相关概念及其国内外研究现状,同时分析了无线紫外MIMO通信系统理论。(2)根据无线紫外光MIMO引导直升机助降过程中近似直视通信方式特点,研究了低空无线紫外光MIMO系统的直视和近似直视通信链路模型,并仿真分析了弱湍流条件下两种链路模型MIMO系统的误码性能。计算分析4×4系统在两种链路中,相对于单输入单输出系统的误码性能分别改善了约16.9dB和26.3dB。结果表明,采用MIMO系统误码性能明显优于单输入单输出系统的误码性能,并且可以抑制湍流提高抗衰弱能力。(3)将无线紫外光MIMO技术与比特补码式正交空时编码相结合,分析了弱湍流条件下无线紫外光MIMO通信系统在直视和非直视两种通信方式的误码率。并针对二进制比特数N=10000时,采用Monte Carlo方法对无线紫外光MIMO系统(采用编码后2×1和2×2系统)LOS和NLOS链路中误码性能进行仿真,计算分析2×2系统在这两种链路中,相对于单输入单输出系统的误码性能分别改善了约8dB和7.8dB,且需要的发射功率最小,传输距离更远,数据传输速率更大,误码率更低。结果表明,采用空时编码的MIMO系统增加光电探测器数目可以实现高度的空间复用和角度复用,提高分集增益和编码增益,并且可以提高无线紫外光MIMO系统的通信性能。综上所述,本文将MIMO技术与空时编码相结合应用到无线紫外光通信中,有效地降低误码率、抑制信道衰落、提高频谱利用率,因而具有广泛的应用前景。

关键词：无线紫外光通信 MIMO技术近似直视 BCOSTBC 非直视

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