非視距紫外光通信性能研究

《非視距紫外光通信性能研究》是依託中國科學技術大學，由徐正元擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非視距紫外光通信性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐正元
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

非視距的紫外光通信利用大氣散射來進行通信，對發射和接收的區域和指向性要求低，具有很高的套用價值。如選擇通信波段在太陽盲區，紫外光通信信道可獲得極高的信噪比。隨著目前深紫外半導體LED光源，太陽盲波段濾波器和高效的紫外探測器的發展，這一技術越來越被關注。然而，目前對於LED產生的紫外光束在嚴重散射介質中的傳輸模型和紫外光通信系統性能的研究依然不夠深入。本項目基於已有LED紫外系統研究基礎，採取綜合分析和實驗方法，研究紫外光束在非視距、不同天氣條件以及發射機接收機任意取向時的傳播特性，評估路徑損耗和信道衝擊回響的測試和仿真結果，從而全面評價信道容量和通信系統的性能。研究包括通信距離、指向、傳輸容量、功率和誤碼率等。通過在不同信道條件下的大量實驗測量，為理論建模和分析提供必需的數據。本項目將在紫外光信道特點和紫外通信基礎方面取得突破性進展，推動紫外光通信技術的發展。

結題摘要

紫外光信號由於波長較短，在大氣中傳輸時受到很強的散射作用而很容易改變方向，有利於建立通信發射機與非視距接收機的鏈路，實現在視距受阻時的即時通信，同時太陽盲波段的低背景噪聲使得通信系統的信噪比極大提高。加上近年來紫外光電器件技術的迅速發展，非視距紫外光通信技術引起了極大關注。該項目通過理論分析、實驗測量及計算機仿真相結合的方法，建立了紫外光信號在大氣散射傳輸時的散射通信信道模型，揭示了紫外光信號在非視距鏈路下所經歷的傳輸路徑損耗、脈衝展寬效應和湍流引起的強度衰落特徵，同時分析了散射信道和通信系統性能隨多種系統參數和幾何參數變化的規律，包括數據速率、通信距離、功率預算、信噪比和誤碼率、收發機俯仰角、光束和視場角、信號波長等參數，並給出了通信系統性能極限。在此基礎上，進一步提出了在大氣散射和湍流影響下非視距通信系統的設計方法及信號處理技術，構建了實驗驗證與測試系統，用於測試並分析提出的信道及系統模型與技術。同時將外場測試結果與計算機仿真和理論分析結果進行了比較，驗證了提出的模型及假設。這些研究結果將為通信技術的發展和實際套用系統的設計提供理論指導。