紫外光非视距通信信道估计算法研究及DSP实现

发布时间：2020-10-30 13:08

　　 紫外光非视距通信是建立在紫外光特有的大气散射特性基础上的新型通信方式。由于近年来光电器件性能不断提升,这种通信方式受到了广泛地关注。紫外光通信保密性高,可用于复杂环境下的保密通信,比如车队保密网路组建、坦克车保密编队网络、城市楼宇间保密信息传递等方面。 本课题建立在紫外光非视距通信系统基础上,实现紫外光非视距通信信道估计,并配合上信道均衡、信道编解码以及调制解调模块,实现紫外光通信接收机系统。结合无线通信的诸多关键技术,如信道估计中训练序列,信道均衡中的LMS均衡,以及最大似然判决,可以极大降低紫外光由于通过复杂大气传输带来的系统性能损耗,降低误码率,提升紫外光非视距通信的性能。结合课题组现有样机,研究了紫外光非视距通信信道估计算法,并搭建实现LMS信道估计算法的软硬件平台,降低了误码率和提升了系统传输数据速率。 本课题前期通过文献调研和分析,对紫外光散射特性,紫外光在大气信道中的传输特性,以及整个紫外光非视距通信系统有清晰的认识,并对国内外该方向的研究情况做了梳理。然后,通过参考紫外光大气单散射模型,对紫外无线信道的数学模型分析和研究,进一步得出了紫外光系统的单位脉冲响应。接着,对无线通信中常用的各种信道估计算法做了系统而深入的分析,比较了各种算法的优劣,结合得出的紫外光无线通信信道脉冲响应,在理论和仿真分析中得出了信道估计算法在紫外光非视距通信系统中的性能。在基于LMS算法的信道估计算法实现中,对传输数据进行了适合于紫外光无线通信系统帧结构的设计,利用了巴克码作为帧的同步识别,Gold序列作为训练序列。最后,结合目前的样机,使用了TI公司的浮点型高性能DSP TMS320C6713作为主控芯片硬件平台,实时实现了信道估计的算法,并对整个紫外光通信系统进行了实验,实现了降低系统误码率的要求,紫外光非视距通信系统传输性能得到提升。
【学位单位】：中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TN929.1;TP368.12
【部分图文】：

紫外光通信用于城市间建筑物通信

紫外光通信用于野外的无线局域网

如图 1-5 所示。图1-4 紫外光通信组建的无线传感器网络 图1-5 坦克车队之间的紫外保密网内通信从以上几个方面可以看出，紫外非视距通信最大的优势在于保密性能好，这也是美军支持众多美国著名高校和实验室从事该领域研究的根源所在。无论在战时还是平时的应急情况下，紫外光非视距通信对军方都有用武之地，因为紫外光非视距通信高保密性保证了紫外光通信系统比无线电通信更高的安全性能。至于坦克车队利用紫外光来通信的前景也是乐观的，坦克车队的灵活性需要高可靠和高度安全的通信方式作为支撑。在坦克车队中，每辆坦克上安装上一套专用的紫外光非视距通信系统，可以实现小范围内的野外紫外局域网。指挥与协同作战能力大大提高，保证了信息化条件下的应对突发事件能力。这样装备下的坦克车队，使得以前单一作战单元变成团体作战单位，通过算法与调度，可以保护信号传输不被敌方获取
【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 赵明宇;紫外光通信大气传输特性和调制技术研究[D];北京邮电大学;2013年

本文编号：2862517