紫外散射通信实验系统及其性能分析

设计了一种基于紫外发光二极管(LED)的大气散射通信系统,利用非视线单次散射模型仿真分析了紫外光大气散射通信的接收光功率与通信距离之间的关系以及不同宽度的发送光脉冲在接收端的脉冲波形展宽.构建了紫外光散射通信实验系统,实现了语音和数据传输,并对系统的通信距离和收发仰角进行了实验研究.仿真分析与实验结果显示:日盲区紫外光在大气中散射传输时由于大气粒子的强烈散射与吸收,传输损耗较大,距离每增加10倍,接收功率下降20dB,因此日盲区紫外光大气散射通信适用于近距离通信场合;近距离传输时散射造成的光脉冲多径展宽为微秒量级,对中低速通信系统影响较小;单个紫外LED发光功率较低,可通过多个LED阵列来提高发射功率,增大通信距离.     

全向紫外光通信技术研究

针对国内外在全向紫外光通信理论模型研究方面的空白,以及系统的通信距离近、无法实现全向的问题,基于蒙特卡罗方法,建立全向紫外光通信的信道模型,分析接收信噪比;并基于紫外LED阵列及光电倍增管,通过对全向发射/接收天线的光学设计,采用4-PPM调制方式,建立速率为115.2 kbit/s的全向紫外散射光通信测试系统. 经过测试,接收系统的信噪比与模型仿真基本一致,实现了100 m范围内的全向通信,误码率优于1×10-5.      

基于紫外激光器的无线光通信系统

为了提高紫外光通信系统的通信距离,提出了基于紫外激光器的通信系统;利用光电倍增管作为光电探测器,采用循环冗余校验（CRC）进行编码,并对传统FSK调制方式进行了改进;搭建了紫外激光通信系统实验平台,对实验结果进行分析,讨论了通信距离对误码率的影响;最终在白天通信距离150 m和夜晚220 m的范围内,实现了传输速率为0.6 kb/s,误码率低于10-5的紫外激光通信系统.     

紫外光通信LED阵列光源的设计

为了解决当前单个紫外LED功率较低的问题,设计了一款紫外LED阵列光源系统,对其中的相关问题进行了探讨。该系统由恒流驱动模块、大功率LED阵列模块和光学设计等组成,实验结果表明,该光源系统能发出均匀稳定的紫外光,实现了空间能量的累加,光学和散热设计效果良好,为实用化紫外光通信光源的设计提供了参考。     

小体积电压输出型ZnO惠斯通电桥式紫外探测单元

针对传统ZnO紫外光探测器无法直接输出电压传感信号而难以与后端信号处理芯片集成的问题,提出并实现了一种小体积电压输出型ZnO惠斯通电桥式紫外探测单元。利用大功率射频磁控溅射SiO₂钝化层时高能粒子轰击ZnO薄膜表面的方法增加了ZnO薄膜表面的氧空位缺陷浓度,使ZnO光电导器件桥臂的紫外光响应电流获得近2个数量级的显著提升;在SiO₂钝化层上通过射频磁控溅射ZnO作为紫外线遮光层可大大减少ZnO光电导器件桥臂的暗场漏电流。遮光后ZnO光电导器件桥臂的紫外光响应电流显著降低至原先的1/10;所制备的ZnO电桥式紫外探测单元可将入射的紫外光信号直接转换为电压信号输出,且可对1μW～6 mW跨3个数量级强度范围的紫外光进行响应,响应度最高达9 mV/μW,紫外光可见光对比度为143.8,且整个单元体积小于1 mm³。实验结果表明,该ZnO电桥式紫外探测单元具有高响应度、宽响应范围、高紫外光可见光抑制比、可直接输出电压传感信号、体积小等优点,可用于实现具有高集成度的ZnO紫外感算一体芯片。     

“日盲区”紫外光大气散射研究

无线紫外光通信具有抗干扰能力强、非视距通信等特点,在军事通信领域应用越来越广泛。针对紫外光的大气传输特性,为下一步实现紫外光通信组网提供物理层的理论依据,研究了紫外光非视距单次散射模型,并简化模型建立了紫外光单次散射近似模型。使用近似模型分析了紫外光通信三种工作模式下的通信效果,着重探讨了定向条件下收发器不同角度对通信性能的影响,仿真结果表明,不同的收发角度对紫外光通信影响较大,其中定向条件下通信性能最好。     

日盲紫外光高速通信机国产化研究

为用国产手段提高日盲区紫外激光机非视线方式(non-line of sight,NLOS)传输信号的高速通信性能,研制了紫外声光调制器对紫外光进行调制;并联使用已国产化紫外光电倍增管接收信号;设计了一种新的调制方式—改进的差分脉冲位置调制(IDPPM)为核心的软判决解码技术,并将软判决与硬判决作了比较,同时将软判决时对时隙错误概率的改善做了仿真,验证其对通信改善的真实性.用紫外光进行高速通信,关键在于能够对信号进行高比特率的编码、调制与解调,这是紫外通信区别于其他通信方式的重要特征.     

基于ZnO半导体纳米线膜的声表面波型紫外探测器

针对传统半导体光电探测器件结构的宽带隙半导体紫外探测器可测信号弱的问题,提出了一种基于ZnO纳米线膜的声表面波型紫外探测器。该探测器利用ZnO纳米线膜的强紫外光电响应特性和声表面波器件的灵敏的声电相互作用机制,将采用高纯锌粉的热蒸发氧化工艺制备的纤锌矿型ZnO纳米线制作在已有声表面波小波传感器上。利用光致发光谱研究发现,由于低维激子限域效应和表面效应,所制作ZnO纳米线敏感膜中的紫外光电效应优于外延ZnO半导体薄膜;同时,基于ZnO纳米线膜的声表面波式紫外探测器在紫外光辐照下该探测器的中心频率减小,损耗增大。实验研究表明该器件能够实现长波紫外光的高灵敏度探测。     

直升机集群紫外光通信系统

介绍了紫外光通信的基本原理及特点,并针对目前无线电通信在战场中易被监听和截收的弱点,提出了一种基于紫外光的新型直升机集群通信系统设计方案。通过分析,讨论了影响通信系统的主要因素,给出了若干可行性解决措施。     

紫外通信的大气传输特性模拟研究

利用大气传输模型LOWTRAN对紫外波段的大气传输特性进行了模拟研究，定量考虑了紫外通信系统工作波段的确定，分析了能见度、地理位置、气候季节、传输距离、传播方向、海拔高度和天气情况等对大气紫外透射比的影响。结果指出，紫外通信系统的工作波长应选在日盲区中心点250nm附近，季节、地域和风雨天气对日盲区紫外透射比的影响甚微．水平方向上大气紫外透射比的指数衰减规律决定了系统工作的局域性和保密性．在海拔1km内大气紫外透射比几乎不随高度变化．     

日盲紫外光通信系统关键器件

要谈到的紫外光通讯系统是自由空间光通讯的一种．民用的自由空间光通讯用到的一般都是红外光作为传输介质．然而，在军事领域，如果要建立一个抗截获、抗干扰、安全隐密的小范围通讯系统（方圆1．5km左右）就不能使用红外光．经过前人的不断探索和努力，发现紫外光，特别是日盲光谱波段的紫外光是一种很好的传输介质．由于空气的吸收以及在大气中的散射作用，使得紫外光有比较合适的传输距离和跨越障碍的能力．文中重点讲述的是系统的一些关键器件．     

单周动态补偿的光通信码间抑制抗干扰新方法

在对光通信码间进行抑制抗干扰的过程中,光信号会受温度、大气流动等不确定性因素的影响,干扰随机性较大,导致传统的调相阵列技术由于不能实时检测,从而无法有效实现光通信码间的干扰抑制。提出一种单周动态补偿的光通信码间抑制抗干扰方法,分析带有干扰的光通信系统,给出外部扰动向量的动态特性,分析无限时域的性能指标,将原系统和干扰系统和期望输出联立,获取光通信增广系统。在调制信号中引入直流偏置信号,将经调制的数据向量划分成不同子序列,赋予各子序列对应的加权系数,依据光通信码间安全工作区域信号范围对光信号进行限幅,通过正信号的切顶信号求出补偿信号。对正信号与翻转负信号进行符号拼接、偏置信号添加等操作,将光信号以光功率的形式传输至光无线信道。将加性高斯白噪声信道作为信道模型,将负信号置零,进而抑制光通信码间的干扰。仿真实验结果表明,所提方法具有很好的抗干扰性能。     

几种LDPC码在无线光通信系统中的性能比较

为了提高无线光通信系统的性能,文章研究了几种低密度校验码（LDPC）在无线光通信系统中的运用．MATLAB仿真结果表明,LDPC码能对弱湍流信道起到一定的抑制作用从而提高了通信系统的可靠性．构造这几种码时,在都未对其进行优化的J睛况下,弱湍流信道下的准循环LDPC（QC_LDPC）码的误码性能略差于Mackay随机LDCP码,优于π-旋转LDPC码,但QC_LDPC码和π-旋转LDPC码编码简单易于硬件实现,实用性更强．     

LED可见光通信系统驱动电路的设计

可见光通信是一种新型的无线通信技术,利用LED实现照明和信号的无线传输,而LED驱动电路对可见光通信系统具有重要作用,影响光源的发光效率和信号的传输距离。通过对LED驱动原理的分析,设计了基于直流驱动和交流驱动的LED可见光通信系统的驱动电路。结果表明,设计的驱动电路可以有效进行信号的无线传输,实现了无线通信和照明功能。     

地理信息系统在通信领域的应用研究进展

地理信息系统（GIS）是信息技术的一个分支,近年来,GIS在社会生活各领域得到了越来越广泛的应用.该文探讨了GIS在通信领域的应用,具体介绍了基于GIS的通信网络管理、GIS支持下的移动通信服务、GIS辅助通信光缆维护、GIS支持下的无线通信基站天线高度增益计算、基于GIS的无线通信基站选址及基于遥感和GIS的通信光缆选线辅助决策分析等.     

采用直接通信模式的CDMA通信方式

提出一种在CDMA蜂窝通信系统中采用终端间直接通信模式的无线接入方式。提案方式中，相距较近的通信终端采用小功率发射的直接通信模式，谋求减轻同信道干扰、增加系统的通信容量。通过计算机仿真证明了提案方式的可行性和有效性。     

光无线通信系统及其应用

阐述了光无线通信系统的原理和结构，介绍了其发展概况及在光通信领域的应用前景，分析了其主要技术性能和特点。