【摘 要】
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无线光通信(Optical Wireless Communication,OWC)技术,是以光波为信息载体、自由空间为传输媒介的一种无线通信技术。它兼具了无线通信部署快捷、组网灵活的特点,又保持了光
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无线光通信(Optical Wireless Communication,OWC)技术,是以光波为信息载体、自由空间为传输媒介的一种无线通信技术。它兼具了无线通信部署快捷、组网灵活的特点,又保持了光通信带宽潜力大、方向性好等优点。因此,OWC技术的研究和应用,对于新频谱资源的开发利用以及区域保密通信技术有着重要的意义。本论文以国家自然科学基金为依托,围绕信道建模分析、对抗路径损耗和符号间干扰(Inter-Symbol Interference,ISI)等问题展开基础理论研究和实验验证,主要创新工作如下:(1)将紫外光的波粒二象性引入到路径损耗模型中,建立了紫外路径损耗粒子模型,并实验验证了所提信道模型的准确性,进而为信道刻画提供了便于计算又不失考虑了紫外粒子特性的紫外信道模型。(2)为了对抗OWC中的ISI,提出了无需导频的贝叶斯信道估计与信息检测方案,并设计了紫外信道相关的粒子滤波算法,实现了紫外信道贝叶斯估计与检测方案,通过数值分析评价了所提方案的有效性。(3)为了应对OWC中的路径损耗,提出了在OWC中采用极化码作为信道编码的方案,并针对紫外通信利用路径损耗粒子模型设计了一种紫外信道相关的极化码编码方案。通过数值分析和硬件实验,证明了极化码编码在可见光和紫外通信中都能够有效提升系统通信性能。此外,论文推导出了一个普适于传统2阶极化码的Bhattacharyya上界递推公式,从而建立了极化码误码性能和编码长度的简单运算关系,基于此进一步给出了计算极化码最佳编码长度的方法,通过数值分析验证了该方法的准确性。
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