基于自适应随机共振的水下蓝绿光微弱信号检测

1

作者 张建磊 张娟 +4 位作者 朱云周 姚欣钰 吴倩倩 杨祎 贺锋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期207-218,共12页

海水的吸收和散射导致光信号严重衰减,使得水下无线光通信系统中低信噪比信号检测成为一大难题。基于此,提出一种自适应随机共振水下蓝绿光微弱信号检测方法。分析了水下弱光信号特点以及随机共振的产生条件,结合多策略融合的粒子群算... 海水的吸收和散射导致光信号严重衰减,使得水下无线光通信系统中低信噪比信号检测成为一大难题。基于此,提出一种自适应随机共振水下蓝绿光微弱信号检测方法。分析了水下弱光信号特点以及随机共振的产生条件,结合多策略融合的粒子群算法与随机共振动态调整系统参数,使系统达到最优匹配状态,进而提升弱光信号的检测性能。搭建了水下无线光通信实验系统进行实验,结果表明,在接收信噪比为-1.7 dB时,使用该方法得到的误码率低至2×10-4,验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 水下无线光通信 低信噪比 自适应随机共振 多策略融合粒子群算法 误码率

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基于多重降质复合信道的UWOC系统误码率性能研究

2

作者 张建磊 张鹏伟 +4 位作者 朱云周 田雨欣 李婕妤 杨祎 贺锋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期195-206,共12页

针对海水信道吸收、散射、气泡和湍流效应等对水下无线光通信系统性能的影响,建立融合多重降质效应的水下无线光复合信道模型。基于Mie散射理论计算水下微气泡群的体散射函数、散射系数和散射相函数。湍流信道模型采用混合指数广义伽玛... 针对海水信道吸收、散射、气泡和湍流效应等对水下无线光通信系统性能的影响,建立融合多重降质效应的水下无线光复合信道模型。基于Mie散射理论计算水下微气泡群的体散射函数、散射系数和散射相函数。湍流信道模型采用混合指数广义伽玛分布进行建模。随后,将复合信道对信号的衰减以及湍流噪声等效传递至光信号,推导出了复合信道在通断键控调制方式下误码率的封闭表达式。此外,研究了湍流强度、气泡数量、链路距离和海水水质等参数对误码率性能的影响。研究结果显示,随着链路距离的延伸,误码率线性增长,表现出退化趋势;港口海水因其较高浊度和丰富的悬浮颗粒,难以保证系统通信的可靠性。此外,气泡的存在和链路距离的扩展同样会显著加剧误码率的恶化。 展开更多

关键词 水下无线光通信 多重降质效应 水下复合信道 MIE散射 系统误码率

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基于DSP的水下制导武器检测平台设计

3

作者 朱云周 严胜刚 胡旭娟 《计算机测量与控制》 CSCD 2007年第9期1194-1195,1198,共3页

根据水下制导武器工作原理和水声学原理研制了一种水下制导武器检测平台,它模拟制导武器基阵接收信号,用以检测制导武器对目标的检测和估计性能;该系统使用ADSP21160构成阵列处理器系统,采用全数字方式产生噪声、目标回波和混响,既可以... 根据水下制导武器工作原理和水声学原理研制了一种水下制导武器检测平台,它模拟制导武器基阵接收信号,用以检测制导武器对目标的检测和估计性能;该系统使用ADSP21160构成阵列处理器系统,采用全数字方式产生噪声、目标回波和混响,既可以在主控机控制下工作,也可在制导武器控制下工作;实验证明,该平台方案可行,设计正确,并且使用灵活,方便,可作为一种通用的水下制导武器检测设备。 展开更多

关键词 水下制导武器 检测平台 DSP 阵列处理器系统

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基于RSPWVD-Hough的多分量LFM信号检测 被引量：6

4

作者 梁红 胡旭娟 朱云周 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第13期3030-3032,3037,共4页

由于多分量LFM信号的双线性时频分布(BTFD)存在交叉项的干扰,所以在低信噪比条件下直接在时频平面难于进行检测,采用重排平滑伪魏格纳维尔分布(RSPWVD),能在抑制交叉项的同时提高时频聚集性,并利用Hough变换检测图像中直线的原理,将多分... 由于多分量LFM信号的双线性时频分布(BTFD)存在交叉项的干扰,所以在低信噪比条件下直接在时频平面难于进行检测,采用重排平滑伪魏格纳维尔分布(RSPWVD),能在抑制交叉项的同时提高时频聚集性,并利用Hough变换检测图像中直线的原理,将多分量LFM信号的检测问题转换为在参数空间寻找局部极大值的问题,由于Hough变换运算量较大,提出一种在平滑重排后进行设定门限处理的方法,仿真实验表明,该方法可以在抑制噪声和交叉项的同时大大减少运算量。 展开更多

关键词 魏格纳-维尔分布 平滑 重排 HOUGH变换 门限

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基于可见光的水下激光传输信道的特性分析 被引量：13

5

作者 王菲 杨祎 +2 位作者 段作梁 朱云周 高卓 《光通信技术》 北大核心 2016年第3期26-28,共3页

分析激光束在海水光学信道中的吸收特性和散射特性,研究在不同波长下的不同杂质和不同杂质浓度与信道衰减特性关系,建立了激光信号海水信道传输模型。利用该模型,根据实际系统参数对波长530nm的信号传输特性进行了仿真分析,得到了不同... 分析激光束在海水光学信道中的吸收特性和散射特性,研究在不同波长下的不同杂质和不同杂质浓度与信道衰减特性关系,建立了激光信号海水信道传输模型。利用该模型,根据实际系统参数对波长530nm的信号传输特性进行了仿真分析,得到了不同波长时的系统接收功率范围,及530nm波长时系统在不同灵敏度下的传输距离。 展开更多

关键词 激光束 海水信道 水下激光通信

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基于RSPWVD的多分量FM信号盲分离 被引量：3

6

作者 梁红 胡旭娟 朱云周 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第11期92-94,98,共4页

针对多分量任意形式的调频(FM)信号,利用平滑重排伪wigner-ville分布(RSPWVD)作为时频分析工具,平滑可以抑制各信号之间的交叉项,但会引起信号项的平滑,降低时频聚集性,通过重排可以提高时频聚集性。把RSPWVD的结果作为图像,利用Viterb... 针对多分量任意形式的调频(FM)信号,利用平滑重排伪wigner-ville分布(RSPWVD)作为时频分析工具,平滑可以抑制各信号之间的交叉项,但会引起信号项的平滑,降低时频聚集性,通过重排可以提高时频聚集性。把RSPWVD的结果作为图像,利用Viterbi算法作进一步处理,分离信号分量。仿真结果表明,在未知任何信号先验知识的条件下,可以准确分离各个信号分量,得到精确的瞬时频率(IF)估计。 展开更多

关键词 调频信号 时频分析 平滑 重排 盲分离

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微细光缆在水下航行器中的应用及关键技术综述 被引量：3

7

作者 高卓 汤伟江 +1 位作者 朱云周 张喜顺 《水下无人系统学报》 2017年第5期385-395,共11页

微细光缆具有重量轻、成本低的优点,可以实现水下航行器的远程遥控、航行状态监测及视频数据等大容量信息的远程传输,在鱼雷、潜空弹、无人水下航行器及水下光纤组网等水下装备领域被广泛应用。文中详细介绍了微细光缆在不同水下航行器... 微细光缆具有重量轻、成本低的优点,可以实现水下航行器的远程遥控、航行状态监测及视频数据等大容量信息的远程传输,在鱼雷、潜空弹、无人水下航行器及水下光纤组网等水下装备领域被广泛应用。文中详细介绍了微细光缆在不同水下航行器上的最新研究成果,并结合其应用特点,分析总结了微细光缆研制中所需解决的关键技术:光缆制造技术、线团绕制技术、线团布放动态损耗控制及光纤传输技术等,并提出了具体解决途径,可为水下航行器远程高速通信的进一步发展提供参考。 展开更多

关键词 水下航行器 微细光缆 信息传输 线团绕制 损耗控制

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海洋湍流外尺度对高斯光束传输特性的影响 被引量：1

8

作者 杨祎 聂欢 +4 位作者 王晓波 张建磊 和晗昱 邱晓芬 朱云周 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期106-118,共13页

针对功率谱反演法模拟的海洋湍流相位屏中缺乏外尺度对光学特性影响的模型,基于Nikishov海洋湍流功率谱模型,提出一种指数型外尺度的Nikishov谱的修正模型,并通过功率谱的收敛性质及标准化光谱对该模型进行验证。相比于已有的包含外尺... 针对功率谱反演法模拟的海洋湍流相位屏中缺乏外尺度对光学特性影响的模型,基于Nikishov海洋湍流功率谱模型,提出一种指数型外尺度的Nikishov谱的修正模型,并通过功率谱的收敛性质及标准化光谱对该模型进行验证。相比于已有的包含外尺度参量的功率谱模型,该修正谱形式较为简单,便于分离变量,可在后续的研究中基于波动光学理论借助超几何函数对光学参量理论公式进行推导。基于该功率谱修正模型建立复合海水信道湍流相位屏仿真模型,针对功率谱反演法生成的相位屏存在低频信息不足的缺陷采用低频次谐波进行补偿,通过光线追踪的蒙特卡洛统计方法分析了湍流外尺度对高斯光束光学特性以及信号时域扩展特性的影响。波动理论数值计算与基于相位屏的仿真结果一致表明:在弱湍流条件下,海洋湍流外尺度对准直高斯光束光束扩展、质心漂移特性的影响较大,对光强闪烁的影响较小;海洋湍流外尺度对时域展宽影响较小,湍流影响下的信号时域扩展与传输距离近似呈现二次函数关系。 展开更多

关键词 水下无线光通信 湍流外尺度模型 相位屏模型 光学特性 时域展宽特性

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基于DSP的鱼雷自导系统性能测试仪 被引量：1

9

作者 王东霞 严胜刚 +1 位作者 朱云周 刘建国 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S7期628-631,共4页

文中依据鱼雷自导系统性能测试仪的主要功能及其信号处理的特点,选择ADSP21160作为其信号处理器,并按照模块化结构设计的思想,将测试仪设计成为一个多模块、多处理器系统。该系统采用全数字方式产生回波信号、噪声及混响,可以提供模拟... 文中依据鱼雷自导系统性能测试仪的主要功能及其信号处理的特点,选择ADSP21160作为其信号处理器,并按照模块化结构设计的思想,将测试仪设计成为一个多模块、多处理器系统。该系统采用全数字方式产生回波信号、噪声及混响,可以提供模拟输出信号、数字输出信号;可在主控机的控制下工作、也可自主工作;可以模拟单个目标,也可模拟多个目标;可以模拟静止目标,也可按目标运动轨迹模拟运动目标;可以模拟窄带回波,也可模拟宽带回波;可以模拟单亮点,也可模拟多亮点。 展开更多

关键词 ADSP21160 噪声 混响 多普勒频移 回波模拟

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一种基于复合拓扑结构的鱼雷高速光纤总线设计 被引量：1

10

作者 魏玉华 朱云周 高卓 《鱼雷技术》 2016年第2期115-119,共5页

随着鱼雷武器功能的增加、性能的提高以及执行作战任务的日益复杂,传统采用的工业现场总线和行业总线难以适应未来信息化武器装备的发展,鱼雷开放式总线通信技术已经成为大势所趋。根据鱼雷内部数据通信特点和需求,开展了适合鱼雷内部... 随着鱼雷武器功能的增加、性能的提高以及执行作战任务的日益复杂,传统采用的工业现场总线和行业总线难以适应未来信息化武器装备的发展,鱼雷开放式总线通信技术已经成为大势所趋。根据鱼雷内部数据通信特点和需求,开展了适合鱼雷内部使用光纤总线的拓扑分析和系统设计,采用全双工交换以太网技术,提出了一种基于复合拓扑结构的雷内高速光纤数据总线。设计分析和样机试验表明,该总线具有高带宽、低延迟、可靠性好等优点,可以满足鱼雷内部系统间信息共享要求。 展开更多

关键词 鱼雷 光纤总线 复合拓扑结构 全双工交换以太网

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浮标无线通信中的联合信源信道编码性能 被引量：1

11

作者 薛擎天 徐于洋 +4 位作者 左晓亚 朱云周 周虎 李波 闫中江 《鱼雷技术》 2015年第2期134-138,144,共6页

浮标无线通信系统可以对战场环境信息第一时间进行传送与分析。但其工作环境具有资源有限、时变等特点,基于分离原则的编码很难适用于这种复杂情况。基于此,文中分析了浮标无线通信中不同信源特性,并分别针对传感器信息和图像视频信息... 浮标无线通信系统可以对战场环境信息第一时间进行传送与分析。但其工作环境具有资源有限、时变等特点,基于分离原则的编码很难适用于这种复杂情况。基于此,文中分析了浮标无线通信中不同信源特性,并分别针对传感器信息和图像视频信息提出了2种基于不等差错保护和LDPC码的信源信道联合编码方法。仿真结果表明,所提方法可以在提高系统传输效率的同时,显著提高了对传感器的重要数据和图像视频的恢复能力,保证了传输可靠性,为海军综合作战能力的提升提供参考。 展开更多

关键词 浮标无线通信 战场环境 不等差错保护 信源信道联合编码

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基于波形高速采样的伽马能谱采集系统设计

12

作者 汤天知 陈宝 +6 位作者 刘付火 何绪新 徐碧峰 孙钦涛 胡耀明 严胜刚 朱云周 《电子技术应用》 北大核心 2009年第2期95-97,共3页

使用多功能数字信号处理器(DSP)及高速A/D等器件组成高速、高性能和高可靠电路,完成对伽马能谱脉冲的高速采样、基线处理、数据传输和能谱处理等。该设计可以提高采样速率、降低系统干扰、简化电路、提高可靠性并具有良好的通用性。

关键词 数字处理器 高速采样 伽马能谱

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鱼雷光纤线导总线数据传输的FPGA实现方法

13

作者 李子龙 王中 +2 位作者 高卓 朱云周 朱建国 《鱼雷技术》 2015年第6期433-438,共6页

根据光纤线导数据传输的特点,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现鱼雷光纤线导总线数据传输的方法,采用自定义的成帧格式与8B/10B编解码相结合的方式,可以简化系统结构,仅用单片FPGA就可实现,具有组成简单、传输延迟低、传输可... 根据光纤线导数据传输的特点,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现鱼雷光纤线导总线数据传输的方法,采用自定义的成帧格式与8B/10B编解码相结合的方式,可以简化系统结构,仅用单片FPGA就可实现,具有组成简单、传输延迟低、传输可靠性高等优点。仿真结果表明,在光纤数据的有效传输速率达到100 Mb/s条件下,误码率小于10^(-6),该方法可实现光纤线导以太网总线数据的可靠传输。 展开更多

关键词 鱼雷 光纤线导 以太网 现场可编程门阵列

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基于蒙特卡洛海洋水下激光通信信道特性分析 被引量：7

14

作者 关云静 贺锋涛 +3 位作者 杨祎 段作梁 朱云周 高卓 《光通信技术》 北大核心 2016年第12期52-54,共3页

通过分析激光束在海水中光学信道的特性,建立了激光信号海水信道传输模型。采用蒙特卡洛方法,研究了波长为530nm激光在不同杂质海水中传输时在不同接收距离处接收面上的光功率变化及3d B光斑半径的展宽。

关键词 激光束 海洋水下激光通信信道 海洋水下激光通信 蒙特卡洛

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Gamma-gamma海洋各向异性湍流下脉冲位置调制无线光通信的误码率研究 被引量：11

15

作者 贺锋涛 杜迎 +3 位作者 张建磊 房伟 李碧丽 朱云周 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期230-238,共9页

采用脉冲位置调制(pulse position modulation, PPM)的水下激光通信系统模型,根据弱大气湍流球面波闪烁指数与弱海洋湍流球面波闪烁指数相等的关系,推导出海洋湍流参数和各向异性因子表示的结构参数,利用该结构参数结合已有大气湍流中... 采用脉冲位置调制(pulse position modulation, PPM)的水下激光通信系统模型,根据弱大气湍流球面波闪烁指数与弱海洋湍流球面波闪烁指数相等的关系,推导出海洋湍流参数和各向异性因子表示的结构参数,利用该结构参数结合已有大气湍流中的平均光功率公式,计算各向异性海洋湍流的平均光功率;此外,基于PPM通信系统误码率(bit error rate, BER)公式、gamma-gamma湍流信道和渐近Rytov理论,数值模拟研究了在不同的各向异性海洋湍流下,海洋湍流参数、平均雪崩光电二极管(avalanche photodiode, APD)增益、PPM调制阶数M、数据比特率对误码率的影响.结果表明,随着温度与盐度对功率谱变化贡献之比、温度方差耗散率和比特率的增加,误码率增大;当黏度系数增加时,误码率减小;但是随着平均APD增益的增加,误码率先减小后增大;当海洋湍流各向异性增大到一定程度时,误码率并不随着湍流动能耗散率的增加而一直减小;海洋湍流的各向异性因子越强,误码率越小. 展开更多

关键词 水下光通信 误码率 各向异性海洋湍流 GAMMA-GAMMA 分布

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分集阵列式水下激光通信光学接收天线设计 被引量：11

16

作者 贺锋涛 石文娟 +1 位作者 朱云周 张建磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期33-39,共7页

针对水下无线激光通信系统中对准困难的问题,提出了一种分集阵列式光学接收天线,在光学设计软件Zemax中分别设计出了复合光学接收天线和分集阵列式光学接收天线的光学结构,分析了复合光学接收天线和分集阵列式光学接收天线的视场角、聚... 针对水下无线激光通信系统中对准困难的问题,提出了一种分集阵列式光学接收天线,在光学设计软件Zemax中分别设计出了复合光学接收天线和分集阵列式光学接收天线的光学结构,分析了复合光学接收天线和分集阵列式光学接收天线的视场角、聚光效率以及光源移动范围,并且通过实验和Matlab仿真给出两种光学接收天线的聚光效率随光源径向移动范围和光源入射角的关系,结果表明:当光源尺寸10 mm时,复合光学接收天线的聚光效率是0.06%,接收视场角是±6°,光源径向移动范围是±6 mm;分集阵列式光学接收天线的聚光效率是0.06%,接收视场角是±16°,光源径向移动范围是±22 mm。因此分集阵列式光学接收天线更适用于水下激光通信系统。 展开更多

关键词 水下无线激光通信 分集阵列式光学接收天线 视场角 聚光效率

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麦普替林治疗癌症患者的抑郁情绪

17

作者 朱云周 杨建立 宋淑平 《健康心理学杂志》 1998年第3期277-279,共3页

为验证麦普替林对癌症患者抑郁倩绪的疗效．本研究采用双盲对照研究，对55例癌症术后有明显抑郁情绪的患者采用麦普替林50～100mg／日治疗，观察4周。以抑郁自评量表（SDS）及疗效后评量表（CGI）及患者自觉效果判定，评定疗效、不良反... 为验证麦普替林对癌症患者抑郁倩绪的疗效．本研究采用双盲对照研究，对55例癌症术后有明显抑郁情绪的患者采用麦普替林50～100mg／日治疗，观察4周。以抑郁自评量表（SDS）及疗效后评量表（CGI）及患者自觉效果判定，评定疗效、不良反应症状量表（TESS），评定不良反应，结果显示实验组SDS减分值、减分率及疗效指数明显高于对照组，自觉显效率96％，对照组别为21％。两组有明显差异，提示麦普替林对癌症患者的抑郁情绪有明显疗效。 展开更多

关键词 麦普替林 癌症 抑郁情绪 SDS

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水下无线光自动对准系统的设计与实现 被引量：3

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作者 贺锋涛 韦鹏程 +2 位作者 张建磊 杨祎 朱云周 《激光杂志》 北大核心 2021年第1期124-127,共4页

水下无线光通信(UOWC)具有保密性好、容量大、传输速度快等优点,可应用于水下信息传输、资源勘查等领域,通信链路的快速建立和持续稳定是水下无线光通信实际应用的基本条件。在平台扰动和海水信道杂质干扰的条件下,如何实现远距离的快... 水下无线光通信(UOWC)具有保密性好、容量大、传输速度快等优点,可应用于水下信息传输、资源勘查等领域,通信链路的快速建立和持续稳定是水下无线光通信实际应用的基本条件。在平台扰动和海水信道杂质干扰的条件下,如何实现远距离的快速对准是水下无线光通信必须解决的问题。针对水下无线光通信过程中系统发射端和接收端之间的链路由于干扰问题引起底层平台不断移动而无法对准的问题,搭建了一个基于激光二极管(LD)的水下无线光自动对准系统,该系统具有自动对准控制的特点,即系统在底层平台移动的情况下,依然可以实现链路的对准。 展开更多

关键词 水下无线光通信 自动对准系统 海水信道 远距离传输

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水下激光通信弱光信号的自适应随机共振检测 被引量：2

19

作者 张建磊 兰香 +2 位作者 杨祎 贺锋涛 朱云周 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1383-1393,共11页

针对水下无线光通信(Underwater Optical Wireless Communication,UOWC)系统中由于低信噪比导致的接收光信号被淹没在强噪声中难以检测的问题,提出一种基于自适应随机共振(Adaptive Stochastic Resonance,ASR)的水下弱光信号检测方法。... 针对水下无线光通信(Underwater Optical Wireless Communication,UOWC)系统中由于低信噪比导致的接收光信号被淹没在强噪声中难以检测的问题,提出一种基于自适应随机共振(Adaptive Stochastic Resonance,ASR)的水下弱光信号检测方法。本文通过分析水下弱光信号的特点及随机共振的检测机理,引入二次采样,使随机共振可以适用于任意频率下的光信号检测。分析影响随机共振系统的参数,提出改进蚁群算法与随机共振相结合的检测方法,根据检测性能动态的调整系统参数,使系统达到最优匹配状态,实现自适应随机共振。为验证方法的有效性,搭建了基于雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)的UOWC实验系统,实验结果表明,在信噪比SNR=-4.559 5 dB时,误码率为5×10^(-4),进一步证明了基于自适应随机共振的水下弱光信号检测可以显著提高UOWC接收机的误码率性能。 展开更多

关键词 水下无线光通信 低信噪比 随机共振 蚁群算法

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采用改进遗传算法的可见光通信光源布局优化

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作者 贺锋涛 余婕 +4 位作者 张建磊 杨祎 杨雅伊 朱云周 王晓波 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期142-150,共9页

为改善室内可见光通信中传统光源布局方式造成的接收光功率不均匀从而导致通信盲区的问题,本文提出了一种局部非均匀的对称型布局方式,并结合自适应机制及模拟退火算法对遗传算法中的选择、交叉和变异算子进行改进,在考虑墙面一次反射... 为改善室内可见光通信中传统光源布局方式造成的接收光功率不均匀从而导致通信盲区的问题,本文提出了一种局部非均匀的对称型布局方式,并结合自适应机制及模拟退火算法对遗传算法中的选择、交叉和变异算子进行改进,在考虑墙面一次反射的情况下利用改进遗传算法对LED芯片位置、芯片上的灯珠数目及半功率角进行同步优化。仿真结果表明:在5 m×5 m×5 m的房间模型中,采用改进遗传算法对灯源布局进行优化后,接收光功率均匀度达到了97.7%,平均光功率为1029μW,光照均匀度达到了0.84。此外,利用改进的遗传算法针对不同尺寸房间模型中的灯源布局进行了优化,结果表明,接收光功率均匀度均得到了提高。 展开更多

关键词 光通信 可见光通信 遗传算法 光源布局 接收光功率

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