移动WLC系统中基于EC-KPA的智能光学天线波束控制方法研究

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无线激光通信由于其高带宽,保密性好,抗干扰强等优势已成为通信领域的研究热点。但是针对高速移动下的通信,传统无线激光通信中的捕获、瞄准和跟踪技术已经不能满足要求。为了保证移动中激光链路的稳定,本文设计了一种全向光智能天线。该天线采用自转扫描的工作方式和多收发单元阵列分布。针对非连续通信中的波束切换问题,本文提出了一种基于误差修正卡尔曼预测算法(EC-KPA)的波束控制方法。该波束控制方法使用EC-KPA对接收天线的运动状态进行预测,并根据预测结果准确求出相邻两次通信之间的间断时间,以开启即将工作的发射单元,完成波束切换。考虑到天线移动的随机性和大气影响,针对EC-KPA和传统卡尔曼预测算法(KPA)的预测精度,本文进行了理论分析和数值仿真。仿真结果显示,相比于KPA,在弱噪声环境下EC-KPA的预测误差减小了77.6%,而在强噪声环境下预测误差减小了91.8%。同时,本文还就预测算法的误差对波束切换的影响进行了仿真分析,结果显示我们提出的波束控制方法是适合该天线的,且该天线完全可以满足高速移动情况下无线激光通信的跟瞄要求。
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