不同高度对紫外单次散射模型的影响.doc

  不同高度对紫外单次散射模型的影响 吴晓威，钟志** （哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨 150001） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：为了提高日盲无线紫外光系统在非直视单次散射方式下的通信性能，本文研究了发射 器和接收器在不同高度时，通信系统接收功率的变化。文章还分析了紫外通信系统发射器和 接收器处于不同高度位置时的信道模型，并在此条件下仿真并分析了发射仰角、接收仰角对 通信系统接收功率的影响。仿真结果表明在发射器和接收器在不同水平高度位置时，需要调 节发射仰角、接收仰角来改善紫外通信系统的性能。 关键词：紫外通信；单次散射；高度 中图分类号：TN929.12 Effects of different height on UV single scattering model WU Xiaowei, Zhong Zhi (College of information and communication engineering,Harbin Engineering University,Harbin 150001) Abstract: In order to improve the communication performance of solar blind wireless UV system in NLOS single scattering, this paper explores the variations of received power in communication system and the channel model when the transmitter and receiver are at different height level. Under this circumstance, simulation is performed; besides, the impact of transmitter focal angle and receiver focal angle upon communication system received power is analyzed. The simulation results show that when the transmitter and receiver are at different height level, it is necessary to adjust transmitter and receiver focal angle to improve performance of ultraviolet communication system. Key words: UV communication;Single scattering;height 0 引言 随着光通信技术的迅速发展，人们掌握的通信手段在军事通信中起了重要的作用[1][2]。 日盲无线紫外光通信系统是一种以紫外光为载体的新型通信方式，具有低窃听率、低位辨率、 抗干扰性强、非直视性、全方位性、及全天候工作的特点[3][4]。当有线、光纤、射频及红外 通信不能用或不可靠的情况下，紫外光通信能够满足复杂电磁环境下的战场应急和保密通信 需求，具有显著的潜在军事应用[5]。因此近年来紫外光通信技术的研究备受国内外科研机构 的高度重视。 目前紫外通信在信道模型方面已经完成大量的工作。美国加州大学的 Xu Zhengyuan 教 授领导的课题组对紫外非直视模型进行仿真，提出不同角度的数据速率对系统的影响[6]。西 安理工大学的柯熙政教授领导的课题组对紫外通信散射模型进行了模拟仿真研究。提出低位 接收情况下不同发收仰角对大气紫外通信散射模型的影响[7]。但发收仰角对不同水平高度的 系统研究却很少。本文在低位接收的基础上，结合不同发收仰角、不同水平高度对紫外通信 系统的影响进行了研究[8]。 作者简介：吴晓威(1986-),男,硕士,光通信 通信联系人：钟志(1976-),男,副教授,光电检测、光电仪器、光电信号信息处理、通信信号信息处理. zhongzhi@hrbeu.edu.cn -1-   1 基于不同高度的单次散射模型 如图 1(a)和(b)为不同高度接收方式，其中(a)为低位接收，(b)为高位接收。T 是位于高 度 Ht 上的发射器，R 是位于高度 Hr 上的接收器，发射角为 ф1，接收视场角为 ф2，发射器 仰角为 θ1，接收器仰角为 θ2，两者相距 r。当发生高度变化时，即发射器和接收器不在同一 45 水平位置，此时发射仰角 θ1 和接受仰角 θ2 都随之变化为 θ1、θ2。 (a)  V (b)