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非直视紫外光通信组网多用户干扰问题

光子学报 2016年第9期45卷 159-166页

作者：宋鹏宋菲李云红王建余熊扬宇西安工程大学电子信息学院西安710048

针对空分复用的紫外光通信网络中链路间多用户干扰的问题.基于一组典型的通信链路模型,采用紫外光多次散射理论,应用蒙特卡洛方法对系统的误码率与通信节点间距离、链路间夹角、收发仰角等参量间的关系进行分析.结果表明：误码率随着通... 详细信息

针对空分复用的紫外光通信网络中链路间多用户干扰的问题.基于一组典型的通信链路模型,采用紫外光多次散射理论,应用蒙特卡洛方法对系统的误码率与通信节点间距离、链路间夹角、收发仰角等参量间的关系进行分析.结果表明：误码率随着通信节点间距离的增大而增大,发射功率为100mW时,通信距离应小于120m;随着链路间夹角的增大,误码率先减小后逐渐保持不变,然后又增大,链路间夹角在60°~120°内取值;接收端仰角和发射端仰角对误码率的影响几乎相同,即随着收发仰角的增大,误码率先减小后迅速增大,15°时误码率最小.

关键词：大气光学光通信蒙特卡洛仿真紫外光多次散射非直视多用户干扰

基于遍历微小单元法非直视非共面紫外光通信信道容量分析

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通信学报 2019年第5期40卷 144-152页

作者：宋鹏苏彩霞赵太飞陈锦妮朱磊张晓丹西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

信道容量反映了系统无差错传输信息的能力。基于遍历微小单元法求出系统的路径损耗和脉冲响应,然后对脉冲响应采样序列进行离散傅里叶变换,得到系统的频率响应,计算出系统的3dB带宽。考虑信号光引起的散粒噪声,根据量子极限法求出系统... 详细信息

信道容量反映了系统无差错传输信息的能力。基于遍历微小单元法求出系统的路径损耗和脉冲响应,然后对脉冲响应采样序列进行离散傅里叶变换,得到系统的频率响应,计算出系统的3dB带宽。考虑信号光引起的散粒噪声,根据量子极限法求出系统的信噪比,进而用香农公式仿真分析非直视非共面紫外光通信系统信道容量和收发端几何参数之间的关系。结果表明,信道容量随着接收端偏轴角和通信距离的增大而减小,当收发仰角小于40°时,随着收发仰角增大,信道容量快速减小,并且发射端仰角对信道容量的影响更显著;当发散角增大时,系统信道容量几乎不变;而当视场角增大时,系统信道容量增大。

关键词：光通信紫外光散射非直视遍历微小单元方法信道容量

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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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弱湍流中紫外光非直视分集接收技术的研究

红外与激光工程 2018年第12期47卷 285-290页

作者：赵太飞王秀峰王花余叙叙李永明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

根据弱湍流信道中对数正态分布模型,建立了紫外光非直视分集接收系统。采用开关键控(OOK)调制,在不同闪烁指数和接收天线数下,分别对比分析了最大比合并(MRC)、等增益合并(EGC)和选择性合并(SC)的误码性能。仿真结果表明,相比于无分集情... 详细信息

根据弱湍流信道中对数正态分布模型,建立了紫外光非直视分集接收系统。采用开关键控(OOK)调制,在不同闪烁指数和接收天线数下,分别对比分析了最大比合并(MRC)、等增益合并(EGC)和选择性合并(SC)的误码性能。仿真结果表明,相比于无分集情况,采用三种合并方式的误码率性能有明显提升。在接收天线数相同的情况下,三种合并方式中,MRC的性能最优,其次是EGC,SC的性能最差。对比分析了不同接收天线数时的误码率性能,随着接收天线数的增加,三种合并方式的误码性能得到了较大改善。在弱湍流信道中,采用分集接收技术能够减轻衰落的影响,提高分集增益。

关键词：紫外光非直视分集接收闪烁指数合并技术

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非直视紫外光通信节点设计

非直视紫外光通信节点设计

作者：熊扬宇西安工程大学

学位级别：硕士

紫外光通信作为一种新兴的通信方式,具有保密性高、抗干扰能力强和非直视通信等优势,可以适应复杂的地理环境,是常规通信的重要补充,从而受到广泛的关注和重视。论文主要内容如下:1、研究了光子由发射端出发经散射到达接收端的全过程,... 详细信息

紫外光通信作为一种新兴的通信方式,具有保密性高、抗干扰能力强和非直视通信等优势,可以适应复杂的地理环境,是常规通信的重要补充,从而受到广泛的关注和重视。论文主要内容如下:1、研究了光子由发射端出发经散射到达接收端的全过程,建立了基于Monte Carlo方法的非直视紫外光多次散射非共面模型;对仿真的脉冲响应波形进行半最大值宽度(FWHM)测量,将仿真所测得的脉冲宽度与文献[31]中实验所测的脉冲宽度进行比对,验证了该模型的正确性。随后对紫外光在大气中传播的多次散射进行模拟仿真,并分析了发射仰角,接收仰角,距离,接收视场角等系统参数对脉冲展宽的影响;此外,还测试了非共面情况下,偏转角对脉冲展宽的影响。2、针对紫外光通信特点,对组网节点进行了设计,并制定了一套紫外光组网节点定位通信具体方案。基于非直视紫外光单次散射链路模型,研究了紫外光通信系统的性能。利用蒙特卡洛的方法,仿真了基于该设计的紫外光组网的路径损耗、误码率与发散角、接收视场角、通信距离和偏转角之间的关系。结果表明,紫外光通信中的路径损耗、误码率随着通信距离和偏转角的增大而增大;接收视场角越大,误码率越小,主从节点间的有效通信时间越长,而发散角的变化对紫外光组网节点性能影响不明显。3、通过对比,选出合适的紫外光源、紫外探测器和滤光片等关键器件。通过实验平台展开实验,研究了直视(LOS)情况下,不同的发射频率对紫外光通信系统的影响。同时研究了非直视(NLOS)情况下,不同的收发仰角对紫外光通信系统的影响。实验结果表明,适当的降低发射频率和减小收发仰角,能有效地改善紫外光通信的质量。

关键词：紫外光通信非直视蒙特卡洛误码率脉冲展宽

非直视紫外光通信大气信道模型研究及编解码设计

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非直视紫外光通信大气信道模型研究及编解码设计

作者：张静电子科技大学

学位级别：硕士

非直视紫外光通信是基于大气散射,采用日盲区中紫外波段(200-280nm)光波进行通信传输,主要应用于短距离的、保密的通信,是常规通信的一种重要补充。本文主要研究工作是非直视紫外光通信大气信道模型分析及编解码电路设计与仿真实现。本... 详细信息

非直视紫外光通信是基于大气散射,采用日盲区中紫外波段(200-280nm)光波进行通信传输,主要应用于短距离的、保密的通信,是常规通信的一种重要补充。本文主要研究工作是非直视紫外光通信大气信道模型分析及编解码电路设计与仿真实现。本文首先介绍了紫外光通信系统的原理、研究现状以及关键器件。在紫外光通信研究中,大气信道研究是一个难点问题,本课题对此问题开展了详细的研究。目前,国内外对紫外光大气信道模型的研究主要采用Luegtten等人提出的非直视单散射信道模型。但是多数的研究都只停留在特定角度、距离情况下能量分布的分析上,关于系统结构设计对传输损耗、延时等的影响并没有做深入的研究。本文也是基于这个模型,重点在系统结构设计对传输损耗、延时的影响进行了理论上的定性分析和仿真实验。在发射机和接收机仰角对传输的影响,发射机光束孔径角和接收机视场角对能量密度分布的影响,不同距离与结构下的能量密度分布和对通信系统主要指标值的影响等方面开展了研究。通过大量的仿真实验研究,比较了在不同结构参数情况下,中紫外光(UVC)在大气空间的损耗、延时、脉冲半宽展宽的变化特征,并给出不同传输距离下能量密度的分布。得出以下结论:(1)非视距紫外光通信,采用斜收发(仰角取值均小于90o)方式时,系统传输损耗最小。(2)发射光束孔径角和探测器接收视场角越大,系统传输损耗和脉冲延时将越小,越便于探测器接收。(3)随着传输距离的增加,损耗、延时、脉冲半宽展宽都在增大。(4)紫外光信道延时较大,非直视紫外光通信时,目前只能采用半双工通信方式。非直视紫外光通信系统传输损耗通常在100dB以上,延时为微秒量级,脉冲展宽约20μs左右,因此,为消除码间串扰满足不同传输距离和收发方式的紫外光通信,应合理选择结构参数。在此基础上,研究了常用的无线光调制技术,设计了一种适用于紫外光通信的新编码方案――NPPM调制。根据选定的编解码方式,进行了电路仿真实现,达到了传输的帧同步和时隙同步要求。

关键词：紫外光通信日盲区非直视大气信道单散射信道模型

高空大气湍流影响下紫外光非直视链路闪烁效应研究

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半导体光电 2014年第4期35卷 677-681页

作者：强若馨赵尚弘王翔刘韵空军工程大学信息与导航学院西安710077

依据折射率结构常数垂直分布特征,利用对数正态分布模型计算了湍流强度、高空位置、通信距离、仰角和波长影响下,紫外光非直视链路的信号强度概率密度分布和闪烁指数。结果表明:高度5km以下,闪烁指数随着收发端所在高度增加而显著下降,... 详细信息

依据折射率结构常数垂直分布特征,利用对数正态分布模型计算了湍流强度、高空位置、通信距离、仰角和波长影响下,紫外光非直视链路的信号强度概率密度分布和闪烁指数。结果表明:高度5km以下,闪烁指数随着收发端所在高度增加而显著下降,2km以上的高空闪烁指数已小于10-2;随着波长增大,闪烁指数减小,信号强度分布更加集中。因此,在高空2km以上的环境中,较小的闪烁指数可以令紫外光在高空通信方面取得较好的性能。同时,可采用"日盲区"波长较长的信号来减小闪烁效应。此外,采取降低仰角的方法可以降低闪烁指数或者延长通信距离。

关键词：大气湍流紫外光闪烁指数对数正态分布非直视信号强度

经十二指肠镜非直视下激光碎石治疗难治性肝外胆管结石的临床研究

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中国医师进修杂志 2011年第25期34卷 53-54页

作者：祝喜萍任旭薛鸿鹏陆以霞黑龙江省医院消化病院消化内科哈尔滨150001

目的探讨经十二指肠镜气囊导管引导非直视下激光碎石治疗难治性肝外胆管结石的安全性和有效性。方法2007年11月至2010年12月对13例巨大的嵌顿性肝外胆管结石患者采用经十二指肠镜气囊导管引导非直视下激光碎石治疗。结石数量1～4（1．8... 详细信息

目的探讨经十二指肠镜气囊导管引导非直视下激光碎石治疗难治性肝外胆管结石的安全性和有效性。方法2007年11月至2010年12月对13例巨大的嵌顿性肝外胆管结石患者采用经十二指肠镜气囊导管引导非直视下激光碎石治疗。结石数量1～4（1．8±1．1）枚，结石直径1．0—5．5（2．8±1．3）cm，8例患者结石位于肝外胆管，3例患者结石位于肝外胆管及左、右肝管主干，2例患者为Mirrizzi综合征。合并乳头旁憩室6例，合并胆总管末端狭窄1例，1例患者胆总管末端成角。结果激光碎石次数1～4（1．6±1．0）次。总的结石清除率为77％（10／13），激光碎石有效率为92％（12／13），术后出现胰腺炎1例，胆管炎2例，经保守治疗均治愈，一过性胆道出血2例，无严重并发症发生。住院时间（22．5±10．5）d，随访1～38个月，有1例患者于取石后1年结石复发。结论经十二指肠镜气囊导管引导非直视下激光碎石治疗难治性肝外胆管结石是安全有效的。

关键词：气囊扩张术碎石术,激光肝外胆管结石非直视

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紫外光移动自组网节点设计及通信性能分析

光学学报 2018年第3期38卷 283-290页

作者：宋鹏周显礼赵太飞李云红苏彩霞西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室(西安理工大学) 陕西西安710048 西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

将无线紫外光通信与移动自组网技术相结合,可以有效扩展无线紫外光通信范围。基于空分复用原理设计一种收发一体的紫外光移动自组网通信节点装置,给出通信节点间捕获、对准、跟踪(APT)的方法,仿真分析捕获所需时间与节点转速之间的关系... 详细信息

将无线紫外光通信与移动自组网技术相结合,可以有效扩展无线紫外光通信范围。基于空分复用原理设计一种收发一体的紫外光移动自组网通信节点装置,给出通信节点间捕获、对准、跟踪(APT)的方法,仿真分析捕获所需时间与节点转速之间的关系。基于非直视紫外光通信理论,用蒙特卡罗方法仿真分析设计节点中2节点间通过开关键控(OOK)调制、误码率为10^(-5)时的传输码速率。户外非直视紫外光通信实验结果表明,实验获得的码速率曲线与仿真结果具有相同的趋势。当发射功率为50 mW、非直视通信的最大偏转角设定为6°、误码率为10^(-5)时,发射端传输码速率可达1.64×10~6 Baud·s^(-1)。

关键词：光通信紫外光通信捕获对准跟踪非直视