紫外光散射机理与应用技术

无线紫外光（Ultraviolet，UV）通信是通过大气分子、气溶胶等微粒散射实现非直视通信，具有抗干扰能力强、保密性高等优点。本书详细介绍了无线“日盲”紫外光的散射特性，分析了降雨粒子和烟尘团簇粒子紫外光散射信道特性、无线紫外光信道估计、信道均衡、编码调制技术和MIMO（多输入多输出）技术，研究了基于深度学习的无线紫外光信道估计技术、大气气溶胶对紫外光散射性能影响和紫外光散射信道非线性最优均衡算法及其改进算法。将紫外光散射机理应用于反演测量雾霾粒子、探测电力线电晕以及协作无人机编队，研究无线紫外光散射通信、雾霾粒子浓度的紫外光散射测量方法、紫外探测的无人机巡检放电定位方法、基于RSSI（接收信号强度指示）的无线紫外光测距方法以及无线紫外光协作无人机编队控制方法等，并设计了高压输电线路电晕放电检测系统。重点分析了紫外光散射应用技术，为无线紫外光在散射通信、粒子测量、电晕探测、无人机协作等应用提供理论支撑和工程参考。 本书可作为相关研究人员和工程技术人员通信网络设计和系统开发的参考用书，也可作为高等院校通信工程、电子信息等相关专业的高年级本科生、研究生的教学用书。

无

第1章无线日盲紫外光概述 1 1.1无线日盲紫外光传输模型 1 1.1.1无线日盲紫外光散射模型 2 1.1.2无线紫外光通信覆盖类型 7 1.2无线日盲紫外光研究现状 8 1.2.1无线日盲紫外光通信研究现状 8 1.2.2气溶胶光散射的国内外研究现状 10 1.2.3放电紫外探测研究现状 12 1.2.4无人机飞行引导研究现状 14 1.3无线日盲紫外光应用研究进展 17 1.3.1雾霾粒子的形态分析与紫外光散射偏振模型 17 1.3.2气体放电理论与紫外光谱检测原理 22 1.3.3无线紫外光协作无人机编队技术 25 参考文献 27 第2章无线紫外光散射信道特性 35 2.1雨雾信道紫外光散射特性 35 2.1.1紫外光的大气传输特性 35 2.1.2降雨和雾粒子的光散射理论 38 2.1.3降雨和雾粒子的紫外光散射信道模型 39 2.2降雨粒子的紫外光散射信道特性 41 2.2.1雨滴粒子的物理特性 41 2.2.2降雨粒子的紫外光散射信道特性 44 2.3大气气溶胶对紫外光散射信道特性影响 48 2.3.1大气气溶胶 48 2.3.2光散射理论 49 2.3.3不同湿度条件下无线紫外光信道模型 51 2.4雾霾烟尘紫外光散射信道特性 52 2.4.1雾霾烟尘信道的光散射理论 52 2.4.2烟尘团簇粒子的紫外光散射信道特性 54 参考文献 58 第3章紫外光散射信道估计 60 3.1无线紫外光散射通信信道模型特性分析 60 3.1.1无线日盲紫外光通信 60 3.1.2无线紫外光单次散射模型 61 3.1.3无线紫外光的脉冲响应 64 3.1.4无线紫外光传输信道中的脉冲展宽 65 3.1.5无线紫外光信道估计技术 67 3.2基于神经网络的紫外光散射信道估计方法研究 68 3.2.1基于神经网络的紫外光单次散射信道估计方法研究 68 3.2.2基于深度学习的紫外光MIMO信道估计方法 79 参考文献 95 第4章紫外光散射信道均衡 96 4.1信道均衡技术 96 4.2无线紫外光散射通信中反馈均衡算法 98 4.2.1自适应判决反馈均衡算法 98 4.2.2LMS算法在非直视紫外光通信中的应用 101 4.2.3RLS算法在非直视紫外光通信中的应用 103 4.3无线紫外光通信非线性最优均衡算法及其改进算法 105 4.3.1非线性最优均衡算法 106 4.3.2适合紫外光通信的MLSE改进算法 107 4.3.3紫外光通信中基于LMS的TD-MLSE算法仿真 111 参考文献 114 第5章无线紫外光散射通信 116 5.1无线紫外光通信中LDPC-OFDM编码调制技术 116 5.1.1无线紫外光通信中的LDPC编码 116 5.1.2无线紫外光OFDM系统 118 5.1.3采用LDPC编码的紫外光OFDM系统性能仿真分析 120 5.2无线紫外光MIMO中BCOSTBC编码 123 5.2.1无线紫外光MIMO信道中链路性能分析 123 5.2.2无线紫外光MIMO中BCOSTBC编码研究 125 5.2.3无线紫外光MIMO系统中BCOSTBC编码仿真分析 130 参考文献 136 第6章日盲紫外光散射测量雾霾粒子 137 6.1雾霾粒子的紫外光散射偏振特性 137 6.1.1雾霾粒子的散射偏振基本原理 137 6.1.2雾霾粒子的仿真与分析 143 6.2灰霾的紫外光后向散射回波与紫外光偏振 163 6.2.1灰霾粒子的消光系数和散射相函数 163 6.2.2非球形灰霾粒子的散射参数和散射相函数 165 6.2.3灰霾粒子的脉冲回波特性和紫外光偏振特性分析 167 6.3雾霾粒子浓度的光散射测量方法 177 6.3.1光散射法测量原理 177 6.3.2日盲紫外光测量系统的设计 180 参考文献 183 第7章无线日盲紫外光探测电力线电晕 185 7.1无人机巡检输电线放电的紫外探测定位方法 185 7.1.1放电及紫外检测理论 185 7.1.2基于紫外探测的无人机巡检放电定位方法 189 7.1.3无人机电力巡线中自适应模糊紫外电晕探测 199 7.2高压输电线路电晕放电检测系统设计 209 7.2.1电晕放电检测系统的硬件设计 209 7.2.2电晕放电检测系统的软件设计 214 7.2.3电晕放电检测系统测试和实验 214 参考文献 219 第8章无线紫外光协作无人机 222 8.1无线紫外光引导无人机定位方法 222 8.1.1无线紫外光通信引导理论 222 8.1.2基于RSSI的无线紫外光测距算法 226 8.1.3无线紫外光定位引导方法分析 235 8.2无线紫外光通信协作无人机编队控制方法 247 8.2.1无人机编队控制理论 247 8.2.2无人机编队飞行中无线紫外光网络连通特性 252 8.2.3基于无线紫外光通信的无人机编队控制方法 264 参考文献 275