无线紫外光移动自组网节点定位研究
发布时间：2021-05-08 18:40
无线紫外光通信是一种新型的无线光通信方式,具有高保密性、低背景噪声、抗干扰、全天候全方位工作和非直视通信等优势,可应用于近距离保密通信,尤其适用于“电磁静默”条件下的装甲集群或舰船间的无线保密通信。随着应用领域的不断拓展,点对点的小范围通信已经难以满足实际应用的需求,迫切需要建立紫外光通信网络。节点定位技术是无线紫外光移动自组网通信系统的关键技术。为了给接入层和路由层提供更多的节点位置信息并最终获得高效率、高质量的无线通信,因此,研究适用于紫外光通信网络的节点定位方法具有一定的意义。针对紫外光通信网络中的节点定位开展了以下几方面的工作:1、基于遍历微元法研究了非共面情况下紫外光通信系统的信道容量,给出了紫外光通信系统带宽与通信距离和信道容量与通信距离、收发端仰角、发散角、视场角和偏轴角之间的关系。2、研究了无线紫外光自组网节点间测距方法。针对脉冲测距方法和相位测距方法成本昂贵的问题,依据无线紫外光通信系统脉冲响应宽度随着通信距离的增大而增大的原理,提出了紫外光通信系统脉冲响应展宽测距方法。根据紫外光蒙特卡罗多次散射模型研究了脉冲响应的半峰全宽、10%的脉冲宽度与通信距离的关系,给出了半...
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 无线UV通信国外研究现状
1.2.2 无线UV通信国内研究现状
1.3 主要研究内容与结构安排
2 无线紫外光通信理论
2.1 无线紫外光通信原理与系统组成
2.1.1 紫外光通信原理
2.1.2 无线紫外光通信系统组成
2.2 紫外光大气传输理论
2.2.1 大气对紫外光的吸收作用
2.2.2 大气对紫外光的散射作用
2.3 无线紫外光通信模型
2.3.1 无线紫外光LOS通信模型
2.3.2 无线紫外光NLOS通信模型
2.3.3 无线UV NLOS MC多次散射模型
2.3.4 遍历微元法UV非共面单次散射传输模型
2.4 UV通信系统脉冲响应计算方法
2.5 UV通信系统的信道容量
2.5.1 系统带宽与信道容量的计算方法
2.5.2 系统带宽与信道容量的仿真分析
2.6 本章小结
3 无线紫外光自组网节点间测距方法
3.1 Ad Hoc网络
3.2 常用无线紫外光节点间测距方法
3.2.1 脉冲测距方法
3.2.2 相位测距方法
3.2.3 基于接收信号强度测距方法
3.3 UV通信系统脉冲响应展宽测距方法理论
3.3.1 UV散射相函数
3.3.2 基于MC模型UV接收功率计算
3.3.3 脉冲响应的MC计算方法
3.4 脉冲响应展宽测距方法的仿真结果
3.4.1 系统脉冲响应的验证
3.4.2 半峰全宽测距
3.4.3 10%脉冲宽度测距
3.5 本章小结
4 二维无线紫外光自组网节点定位算法
4.1 半球型紫外光发射装置
4.2 移动自组网的紫外光收发装置节点设计
4.3 节点的捕获、对准与跟踪
4.4 节点定位术语
4.5 定位评价方法
4.6 常用的节点定位方法
4.6.1 三角定位方法
4.6.2 三边定位方法
4.7 二维紫外光自组网节点定位方法
4.7.1 基于AOA和 RSSI的两节点定位
4.7.2 基于角度非测距的两节点定位方法
4.7.3 二维三节点定位方法
4.7.4 双边节点定位算法
4.8 仿真与分析
4.8.1 两节点定位方法的仿真
4.8.2 二维三节点定位方法的仿真
4.8.3 二维双边节点定位方法的仿真
4.9 本章小结
5 三维无线紫外光自组网节点定位算法
5.1 基于信息编码与AOA的定位算法
5.2 四边节点定位方法
5.3 三面节点定位方法
5.4 仿真结果
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
作者攻读学位期间发表学术论文清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]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[J]. 宋鹏,苏彩霞,赵太飞,陈锦妮,朱磊,张晓丹. 通信学报. 2019(05)
[2]无线紫外光通信脉冲展宽测距方法[J]. 苏彩霞,宋鹏,孟超,郭华,陈锦妮,郭倩. 西安工程大学学报. 2019(02)
[3]无线紫外光散射通信中的改进CMA-FSE盲均衡算法[J]. 赵太飞,刘龙飞,王晶,杨黎洋. 通信学报. 2019(03)
[4]无线紫外光MIMO协作通信方法[J]. 赵太飞,刘龙飞,赵诗雪,许杉. 激光杂志. 2018(06)
[5]雾霾天气对紫外光通信的影响[J]. 宋鹏,万杰峰,陈冲,赵太飞,李云红. 光子学报. 2018(05)
[6]雾霾粒子的紫外光散射特性研究[J]. 赵太飞,冷昱欣,赵思婷,宋鹏. 光谱学与光谱分析. 2018(03)
[7]紫外光移动自组网节点设计及通信性能分析[J]. 宋鹏,周显礼,赵太飞,李云红,苏彩霞. 光学学报. 2018(03)
[8]无线日盲紫外光测距定位方法[J]. 赵太飞,余叙叙,包鹤,宋鹏. 光学精密工程. 2017(09)
[9]非直视紫外光在非共面通信系统中的脉冲展宽效应[J]. 宋鹏,柯熙政,熊扬宇,赵太飞. 光学学报. 2016(11)
[10]非直视紫外光通信组网多用户干扰问题[J]. 宋鹏,宋菲,李云红,王建余,熊扬宇. 光子学报. 2016(09)
博士论文
[1]无线紫外光移动自组网信道传输特性研究[D]. 宋鹏.西安理工大学 2017
[2]紫外光通信系统传输模型研究[D]. 肖后飞.北京邮电大学 2014
[3]紫外通信信道特性研究以及语音通信平台搭建[D]. 罗易雪.中国科学院研究生院（上海技术物理研究所） 2014
[4]紫外光通信大气传输特性和调制技术研究[D]. 赵明宇.北京邮电大学 2013
[5]紫外光通信系统传输特性研究[D]. 张海良.国防科学技术大学 2012
[6]无线传感器网络定位优化方法[D]. 于宁.北京邮电大学 2008
[7]无线传感器网络定位技术研究[D]. 汪炀.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]无线紫外光引导无人机定位方法研究[D]. 余叙叙.西安理工大学 2018
[2]紫外光无线网络邻居发现协议研究[D]. 赵彦冰.北京邮电大学 2015
[3]适用于紫外Ad20Hoc网络的定向MAC协议及MAC层功率控制协议研究[D]. 毛慧华.北京邮电大学 2011
[4]紫外光通信信道散射模型研究及实验系统设计[D]. 冯平兴.电子科技大学 2009
[5]水下无线通信组网的关键技术研究[D]. 车斌.西北工业大学 2007
[6]日盲紫外光语音通信系统的研究[D]. 汪科.重庆大学 2006
本文编号：3175806
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 无线UV通信国外研究现状
1.2.2 无线UV通信国内研究现状
1.3 主要研究内容与结构安排
2 无线紫外光通信理论
2.1 无线紫外光通信原理与系统组成
2.1.1 紫外光通信原理
2.1.2 无线紫外光通信系统组成
2.2 紫外光大气传输理论
2.2.1 大气对紫外光的吸收作用
2.2.2 大气对紫外光的散射作用
2.3 无线紫外光通信模型
2.3.1 无线紫外光LOS通信模型
2.3.2 无线紫外光NLOS通信模型
2.3.3 无线UV NLOS MC多次散射模型
2.3.4 遍历微元法UV非共面单次散射传输模型
2.4 UV通信系统脉冲响应计算方法
2.5 UV通信系统的信道容量
2.5.1 系统带宽与信道容量的计算方法
2.5.2 系统带宽与信道容量的仿真分析
2.6 本章小结
3 无线紫外光自组网节点间测距方法
3.1 Ad Hoc网络
3.2 常用无线紫外光节点间测距方法
3.2.1 脉冲测距方法
3.2.2 相位测距方法
3.2.3 基于接收信号强度测距方法
3.3 UV通信系统脉冲响应展宽测距方法理论
3.3.1 UV散射相函数
3.3.2 基于MC模型UV接收功率计算
3.3.3 脉冲响应的MC计算方法
3.4 脉冲响应展宽测距方法的仿真结果
3.4.1 系统脉冲响应的验证
3.4.2 半峰全宽测距
3.4.3 10%脉冲宽度测距
3.5 本章小结
4 二维无线紫外光自组网节点定位算法
4.1 半球型紫外光发射装置
4.2 移动自组网的紫外光收发装置节点设计
4.3 节点的捕获、对准与跟踪
4.4 节点定位术语
4.5 定位评价方法
4.6 常用的节点定位方法
4.6.1 三角定位方法
4.6.2 三边定位方法
4.7 二维紫外光自组网节点定位方法
4.7.1 基于AOA和 RSSI的两节点定位
4.7.2 基于角度非测距的两节点定位方法
4.7.3 二维三节点定位方法
4.7.4 双边节点定位算法
4.8 仿真与分析
4.8.1 两节点定位方法的仿真
4.8.2 二维三节点定位方法的仿真
4.8.3 二维双边节点定位方法的仿真
4.9 本章小结
5 三维无线紫外光自组网节点定位算法
5.1 基于信息编码与AOA的定位算法
5.2 四边节点定位方法
5.3 三面节点定位方法
5.4 仿真结果
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
作者攻读学位期间发表学术论文清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]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[J]. 宋鹏,苏彩霞,赵太飞,陈锦妮,朱磊,张晓丹. 通信学报. 2019(05)
[2]无线紫外光通信脉冲展宽测距方法[J]. 苏彩霞,宋鹏,孟超,郭华,陈锦妮,郭倩. 西安工程大学学报. 2019(02)
[3]无线紫外光散射通信中的改进CMA-FSE盲均衡算法[J]. 赵太飞,刘龙飞,王晶,杨黎洋. 通信学报. 2019(03)
[4]无线紫外光MIMO协作通信方法[J]. 赵太飞,刘龙飞,赵诗雪,许杉. 激光杂志. 2018(06)
[5]雾霾天气对紫外光通信的影响[J]. 宋鹏,万杰峰,陈冲,赵太飞,李云红. 光子学报. 2018(05)
[6]雾霾粒子的紫外光散射特性研究[J]. 赵太飞,冷昱欣,赵思婷,宋鹏. 光谱学与光谱分析. 2018(03)
[7]紫外光移动自组网节点设计及通信性能分析[J]. 宋鹏,周显礼,赵太飞,李云红,苏彩霞. 光学学报. 2018(03)
[8]无线日盲紫外光测距定位方法[J]. 赵太飞,余叙叙,包鹤,宋鹏. 光学精密工程. 2017(09)
[9]非直视紫外光在非共面通信系统中的脉冲展宽效应[J]. 宋鹏,柯熙政,熊扬宇,赵太飞. 光学学报. 2016(11)
[10]非直视紫外光通信组网多用户干扰问题[J]. 宋鹏,宋菲,李云红,王建余,熊扬宇. 光子学报. 2016(09)
博士论文
[1]无线紫外光移动自组网信道传输特性研究[D]. 宋鹏.西安理工大学 2017
[2]紫外光通信系统传输模型研究[D]. 肖后飞.北京邮电大学 2014
[3]紫外通信信道特性研究以及语音通信平台搭建[D]. 罗易雪.中国科学院研究生院（上海技术物理研究所） 2014
[4]紫外光通信大气传输特性和调制技术研究[D]. 赵明宇.北京邮电大学 2013
[5]紫外光通信系统传输特性研究[D]. 张海良.国防科学技术大学 2012
[6]无线传感器网络定位优化方法[D]. 于宁.北京邮电大学 2008
[7]无线传感器网络定位技术研究[D]. 汪炀.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]无线紫外光引导无人机定位方法研究[D]. 余叙叙.西安理工大学 2018
[2]紫外光无线网络邻居发现协议研究[D]. 赵彦冰.北京邮电大学 2015
[3]适用于紫外Ad20Hoc网络的定向MAC协议及MAC层功率控制协议研究[D]. 毛慧华.北京邮电大学 2011
[4]紫外光通信信道散射模型研究及实验系统设计[D]. 冯平兴.电子科技大学 2009
[5]水下无线通信组网的关键技术研究[D]. 车斌.西北工业大学 2007
[6]日盲紫外光语音通信系统的研究[D]. 汪科.重庆大学 2006
本文编号：3175806
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