紫外光移动自组网节点通信系统的设计与研究

发布时间：2020-03-20 14:14

【摘要】：无线紫外光通信可以通过大气中气体分子和微粒对紫外光的散射作用来传输信息,具有非直视通信、抗干扰能力强、低背景噪声、保密性好和全天候工作等优势,在军事领域及复杂环境条件下具有较好的应用前景。但目前的紫外LED器件发射功率较低,再加之大气复杂粒子的吸收和散射作用,使作为通信载体的紫外光传输距离较短。紫外光移动自组织网是一种应用自由灵活,能够有效扩大紫外光通信范围的技术方案,因此对紫外光移动自组织网相关技术的研究,特别是对移动自组网节点结构及节点间通信性能的研究具有重要意义。本文针对紫外光移动自组网节点通信系统的设计与研究开展了以下几方面的工作:1、根据大气对紫外光子的吸收和散射特性,分析了紫外光通信节点间的直视通信与非直视通信链路模型以及共面与非共面通信链路模型。2、基于空分复用原理设计了一种收发一体的紫外光移动自组网通信节点装置,给出了通信节点间捕获、对准、跟踪(APT)的方法,仿真分析了主从节点的捕获时间以及节点间的通信性能,并搭建了相应的紫外光通信实验平台,对仿真所得到的节点间通信性能进行了验证。3、进行了紫外光移动自组网节点通信样机系统研制。设计给出了以STM32为主控制器的节点通信样机系统总体架构,以及相应的系统硬件电路和软件设计。4、通过系统样机各模块的调试及整体样机通信实验,对系统样机的通信性能进行了一定的分析。通过上述工作,给出了紫外光移动自组网中通信节点的具体设计方案,并通过实验对仿真结果进行了验证,为紫外光移动自组网节点通信系统的实现奠定了理论和实验基础。最后,通过对节点通信系统样机的研制和通信性能分析,进一步验证了紫外光移动自组网节点通信系统的可行性,对紫外光移动自组网通信的进一步研究具有一定的实际意义。
【图文】：

示意图,紫外光,示意图,通信系统

信系统组成数的紫外光通信系统主要由紫外光发射机(以下简称为发收机(以下简称为接收机)组成，其系统框图如图 2-1 所示制和编码、光源驱动电路、紫外光源(紫外 LED 或紫外激光探测器(PMT 或 APD)、接收电路、解调和解码、信宿图 2-1 紫外光通信系统框图-1 所示的通信系统结构，国内外很多研究所、高校和实验图 2-2 所示的点对点的紫外光非直视通信系统，发射机(息的紫外光子在大气中传输，部分光子经过一次或多次散ver, Rx)所接收。发射机大气信道接收机源和编码光源驱动电路紫外光源信接收电路解调紫外光探测器

示意图,AdHoc网络,示意图

23[1 3 (1 )cos ]( )16π(1+2 )RayP 参数，一般取值为 0.017，θ 表示散射角。相对于瑞利散射相函数要复杂的多，常用的表达式为2 22 3 2 2 31 1 0.5(3cos ( )4π (1 2 cos ) (1+g )iegfg g 模型参数。Hoc 网络络是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，因此又自组织网，具有较强的抗毁灭性和机动性。如图 2-3 所，整个网络没有固定的基础设施，，每个节点可以自由节点共同完成，所有节点的地位相同，节点之间可以络中有某个节点发生故障，整个通信网络也能够正常快速、自发的建立独立的网络，可以随时加入新节点或
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.1

【参考文献】