【摘要】：無線紫外光(Ultraviolet,UV)通信是利用200nm～280nm“日盲”波段紫外光作為載體的一種新型通信方式,通過大氣分子和氣溶膠粒子等微粒的散射作用可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下全天候非直視(Non-Line-of-Sight,NLOS)通信。在不同的天氣條件下,紫外光通信系統(tǒng)的誤碼率和路徑損耗會(huì)隨著大氣中粒子濃度、粒徑大小以及收發(fā)端幾何參數(shù)等發(fā)生變化。雨霧粒子的散射作用還會(huì)給紫外光通信系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的碼間干擾,影響紫外光通信系統(tǒng)的信道性能。通過研究紫外光在雨霧環(huán)境中的信道特性,可以為改善無線紫外光散射通信性能提供理論基礎(chǔ)。本文利用紫外光單次散射和多次散射通信鏈路傳輸模型,對不同降雨強(qiáng)度和不同霧濃度下的紫外光散射光強(qiáng)分布以及路徑損耗等信道特性進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容如下:(1)對紫外光在降雨環(huán)境中傳輸?shù)男诺滥Ｐ瓦M(jìn)行了改進(jìn)。利用T矩陣?yán)碚摵兔商乜_光子軌跡指向概率法,仿真分析了不同降雨強(qiáng)度、非球形雨滴粒子形狀和雨滴粒徑對路徑損耗以及散射光強(qiáng)分布的影響。仿真結(jié)果表明,降雨環(huán)境中的通信質(zhì)量比晴朗天的通信質(zhì)量差,路徑損耗增大,且直視通信方式的路徑損耗比非直視降低7dB左右。隨著降雨強(qiáng)度、雨滴粒徑和粒子取向角的增大,散射光強(qiáng)曲線呈下降趨勢,降雨強(qiáng)度對散射光強(qiáng)分布的影響程度較大。(2)采用廣義Gamma譜分布對陸霧和海霧粒子的粒徑分布進(jìn)行了擬合。利用Mie散射理論研究了兩種霧介質(zhì)中不同霧濃度對路徑損耗的影響,以及海霧和陸霧環(huán)境中紫外光多次散射的誤碼率和脈沖響應(yīng),并通過霧環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析。陸霧環(huán)境中,紫外光非直視通信的通信距離小于100m時(shí),霧濃度的增加可以減小路徑損耗,降低系統(tǒng)誤碼率。相同霧濃度下,海霧環(huán)境中紫外光通信的路徑損耗和誤碼率均隨著霧濃度的增大而增大。綜上所述,本文主要研究了雨霧信道紫外光散射特性,給出雨霧環(huán)境中的紫外光散射信道建模方法,并采用蒙特卡羅光子軌跡指向概率法對雨霧信道多次散射信道特性進(jìn)行了仿真分析。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1
【圖文】：

(a) 海水蒸發(fā)而成的鹽粒 (b) 火山噴發(fā)碎屑物 (a) Evaporation of sea water (b) Volcanic eruptive debris 圖 2-6 大氣氣溶膠粒子形狀[77]Fig.2-6 Atmospheric aerosol particles sh

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本文編號：2732557