集群作战装甲编队的无线紫外光隐秘中继通信
【西安理工大学赵太飞教授研究团队】

 

       紫外光波长位于200 nm~280 nm的波段通常称为“日盲”区,由于紫外光的散射传输特性,使得紫外光通信具有非直视(non-line-of-sight, NLOS)通信、优良局域保密性、低窃听率、低位辩率和强抗干扰能力等优点,成为现代信息化战争中一种新的通信方式,并在军事通信领域得到应用。装甲编队在复杂地形的战场环境中采用紫外光通信,具有全方位通信和地形适应性等工作特点,既克服了有线通信需要铺设电缆的缺点,又由于大气对紫外光强吸收作用,使其具有低位置探测率性能,比红外光通信和射频通信等无线通信方式具有更好的隐秘传输性。而由于紫外光非直视散射通信和高路径损耗的特点,容易导致编队间端到端的通信发生中断,接收端无法及时接收到作战任务,影响编队的作战能力。因此,在无线紫外光多中继通信网络中,为了提高无线紫外光端到端的通信质量以及延长有效通信距离,本文选择最佳中继节点作为研究对象,建立稳定可靠的三节点协作通信链路,并利用非直视紫外光单次散射模型对误码率性能进行了分析。

      西安理工大学赵太飞教授研究团队致力于无线紫外光通信与组网技术,以及紫外光中继通信的研究。本文在解码转发协议的前提下,结合门限决策思想,研究了基于无线紫外光隐秘通信的装甲编队最佳中继选择算法。该算法结合紫外光非直视通信的优点,根据信噪比门限和信道特性的选择策略,对编队进行最佳中继的选择,并在高斯噪声模型下,分析了误码率性能。仿真结果表明,紫外光中继协作通信系统的误码率性能受到信噪比门限、中继几何结构和中继位置的影响。根据不同的通信环境和中继节点数选取适当的协作门限,选择最佳中继建立稳定可靠的非直视紫外光中继通信链路。在中继节点窄收发仰角和宽视场角时,靠近源节点的中继变得更可取。因此,当中继协作通信链路动态变化时,根据协作中继节点到源节点的距离,调整协作中继节点的收发状态,能够使中继协作通信系统获得最佳误码率性能,提高通信链路的通信质量。


 

图1 装甲编队中紫外光多中继并行链路的协作通信系统模型

Fig.1 Cooperative communications system model of UV multi-relay parallel link in armored formation

 

研究团队简介

西安理工大学通信网络与物联网技术团队主要致力于无线紫外光通信技术、路由技术、网络抗毁性技术等研究。研究团队由赵太飞教授领衔,其他研究成员有袁麓副教授、李永明硕士、许杉硕士、王花硕士、高鹏硕士、林亚茹硕士、曹丹丹硕士。赵太飞教授领衔的研究团队已公开发表文章70余篇,30多篇被SCI和EI索引,获国家发明专利和软件著作权20余项,出版专著1部,作为项目负责人承担过国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、中国博士后科学基金项目、西安市科学计划项目和陕西省教育厅科技专项基金,并参加了国家高技术研究发展计划(863计划)项目。获得省部级科技奖励2项,其中二等奖1项,三等奖1项,并在2017和2018年连续获“陕西省科技工作者创新创业大赛”铜奖。

相关论文

赵太飞, 李永明, 袁麓. 装甲编队无线紫外光隐秘通信的中继选择研究[J]. 光电工程, 2019, 46(5): 180448.

DOI:10.12086/oee.2019.180448