【摘要】：無線紫外光通信可以通過大氣中氣體分子和微粒對(duì)紫外光的散射作用來傳輸信息,具有非直視通信、抗干擾能力強(qiáng)、低背景噪聲、保密性好和全天候工作等優(yōu)勢(shì),在軍事領(lǐng)域及復(fù)雜環(huán)境條件下具有較好的應(yīng)用前景。但目前的紫外LED器件發(fā)射功率較低,再加之大氣復(fù)雜粒子的吸收和散射作用,使作為通信載體的紫外光傳輸距離較短。紫外光移動(dòng)自組織網(wǎng)是一種應(yīng)用自由靈活,能夠有效擴(kuò)大紫外光通信范圍的技術(shù)方案,因此對(duì)紫外光移動(dòng)自組織網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究,特別是對(duì)移動(dòng)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)間通信性能的研究具有重要意義。本文針對(duì)紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究開展了以下幾方面的工作:1、根據(jù)大氣對(duì)紫外光子的吸收和散射特性,分析了紫外光通信節(jié)點(diǎn)間的直視通信與非直視通信鏈路模型以及共面與非共面通信鏈路模型。2、基于空分復(fù)用原理設(shè)計(jì)了一種收發(fā)一體的紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)裝置,給出了通信節(jié)點(diǎn)間捕獲、對(duì)準(zhǔn)、跟蹤(APT)的方法,仿真分析了主從節(jié)點(diǎn)的捕獲時(shí)間以及節(jié)點(diǎn)間的通信性能,并搭建了相應(yīng)的紫外光通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)仿真所得到的節(jié)點(diǎn)間通信性能進(jìn)行了驗(yàn)證。3、進(jìn)行了紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信樣機(jī)系統(tǒng)研制。設(shè)計(jì)給出了以STM32為主控制器的節(jié)點(diǎn)通信樣機(jī)系統(tǒng)總體架構(gòu),以及相應(yīng)的系統(tǒng)硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。4、通過系統(tǒng)樣機(jī)各模塊的調(diào)試及整體樣機(jī)通信實(shí)驗(yàn),對(duì)系統(tǒng)樣機(jī)的通信性能進(jìn)行了一定的分析。通過上述工作,給出了紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)中通信節(jié)點(diǎn)的具體設(shè)計(jì)方案,并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,為紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。最后,通過對(duì)節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)樣機(jī)的研制和通信性能分析,進(jìn)一步驗(yàn)證了紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)的可行性,對(duì)紫外光移動(dòng)自組網(wǎng)通信的進(jìn)一步研究具有一定的實(shí)際意義。
【圖文】：

信系統(tǒng)組成數(shù)的紫外光通信系統(tǒng)主要由紫外光發(fā)射機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為發(fā)收機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為接收機(jī))組成，其系統(tǒng)框圖如圖 2-1 所示制和編碼、光源驅(qū)動(dòng)電路、紫外光源(紫外 LED 或紫外激光探測(cè)器(PMT 或 APD)、接收電路、解調(diào)和解碼、信宿圖 2-1 紫外光通信系統(tǒng)框圖-1 所示的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外很多研究所、高校和實(shí)驗(yàn)圖 2-2 所示的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的紫外光非直視通信系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)(息的紫外光子在大氣中傳輸，部分光子經(jīng)過一次或多次散ver, Rx)所接收。發(fā)射機(jī) 大氣信道接收機(jī)源和編碼 光源驅(qū)動(dòng)電路紫外光源 信接收電路 解調(diào)紫外光探測(cè)器

23[1 3 (1 )cos ]( )16π(1+2 )RayP 參數(shù)，一般取值為 0.017，θ 表示散射角。相對(duì)于瑞利散射相函數(shù)要復(fù)雜的多，常用的表達(dá)式為2 22 3 2 2 31 1 0.5(3cos ( )4π (1 2 cos ) (1+g )iegfg g 模型參數(shù)。Hoc 網(wǎng)絡(luò)絡(luò)是一種多跳的、無中心的、自組織無線網(wǎng)絡(luò)，因此又自組織網(wǎng)，具有較強(qiáng)的抗毀滅性和機(jī)動(dòng)性。如圖 2-3 所，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有固定的基礎(chǔ)設(shè)施，，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以自由節(jié)點(diǎn)共同完成，所有節(jié)點(diǎn)的地位相同，節(jié)點(diǎn)之間可以絡(luò)中有某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)也能夠正�？焖�、自發(fā)的建立獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，可以隨時(shí)加入新節(jié)點(diǎn)或
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊剛;李曉毅;陳謀;譚冕;;一種新的紫外光自組織網(wǎng)絡(luò)的時(shí)分多址接入鄰居發(fā)現(xiàn)算法[J];光電子·激光;2015年06期

2 李濟(jì)波;吳曉軍;王紅星;李筆鋒;劉傳輝;;紫外光非直視通信抗干擾中繼鏈路方法及其功率需求分析[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2015年03期

3 趙太飛;張愛利;金丹;官亞洲;;無線紫外光非視距通信中鏈路間干擾模型研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2013年07期

4 趙太飛;柯熙政;;Monte Carlo方法模擬非直視紫外光散射覆蓋范圍[J];物理學(xué)報(bào);2012年11期

5 何華;柯熙政;趙太飛;;紫外光非視距單次散射鏈路模型的研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2010年11期

6 陳薛剛;占光;;紫外光通信的軍事應(yīng)用研究[J];國防科技;2010年03期

7 趙太飛;柯熙政;;基于日盲紫外光通信的自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2010年06期

8 汪俊良;羅挺;劉洪娟;陳俊;;紫外光非視距后勤應(yīng)急通信系統(tǒng)研究[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào);2009年06期

9 唐義;倪國強(qiáng);藍(lán)天;徐大琦;;“日盲”紫外光通信系統(tǒng)傳輸距離的仿真計(jì)算[J];光學(xué)技術(shù);2007年01期

10 李霽野;邱柯妮;王云帆;;自由大氣紫外光通信中幾類光源的比較和研究[J];光通信技術(shù);2006年09期

本文編號(hào)：2591890