第1章無線日盲紫外光概述    1
1.1無線日盲紫外光傳輸模型    1
1.1.1無線日盲紫外光散射模型    2
1.1.2無線紫外光通信覆蓋類型    7
1.2無線日盲紫外光研究現狀    8
1.2.1無線日盲紫外光通信研究現狀    8
1.2.2氣溶膠光散射的國內外研究現狀    10
1.2.3放電紫外探測研究現狀    12
1.2.4無人機飛行引導研究現狀    14
1.3無線日盲紫外光應用研究進展    17
1.3.1霧霾粒子的形態分析與紫外光散射偏振模型    17
1.3.2氣體放電理論與紫外光譜檢測原理    22
1.3.3無線紫外光協作無人機編隊技術    25
參考文獻    27

第2章無線紫外光散射信道特性    35
2.1雨霧信道紫外光散射特性    35
2.1.1紫外光的大氣傳輸特性    35
2.1.2降雨和霧粒子的光散射理論    38
2.1.3降雨和霧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大氣氣溶膠對紫外光散射信道特性影響    48
2.3.1大氣氣溶膠    48
2.3.2光散射理論    49
2.3.3不同濕度條件下無線紫外光信道模型    51
2.4霧霾煙塵紫外光散射信道特性    52
2.4.1霧霾煙塵信道的光散射理論    52
2.4.2煙塵團簇粒子的紫外光散射信道特性    54
參考文獻    58

第3章紫外光散射信道估計    60
3.1無線紫外光散射通信信道模型特性分析    60
3.1.1無線日盲紫外光通信    60
3.1.2無線紫外光單次散射模型    61
3.1.3無線紫外光的脈衝響應    64
3.1.4無線紫外光傳輸信道中的脈衝展寬    65
3.1.5無線紫外光信道估計技術    67
3.2基於神經網絡的紫外光散射信道估計方法研究    68
3.2.1基於神經網絡的紫外光單次散射信道估計方法研究    68
3.2.2基於深度學習的紫外光MIMO信道估計方法    79
參考文獻    95

第4章紫外光散射信道均衡    96
4.1信道均衡技術    96
4.2無線紫外光散射通信中反饋均衡算法    98
4.2.1自適應判決反饋均衡算法    98
4.2.2LMS算法在非直視紫外光通信中的應用    101
4.2.3RLS算法在非直視紫外光通信中的應用    103
4.3無線紫外光通信非線性最優均衡算法及其改進算法    105
4.3.1非線性最優均衡算法    106
4.3.2適合紫外光通信的MLSE改進算法    107
4.3.3紫外光通信中基於LMS的TD-MLSE算法仿真    111
參考文獻    114

第5章無線紫外光散射通信    116
5.1無線紫外光通信中LDPC-OFDM編碼調制技術    116
5.1.1無線紫外光通信中的LDPC編碼    116
5.1.2無線紫外光OFDM繫統    118
5.1.3采用LDPC編碼的紫外光OFDM繫統性能仿真分析    120
5.2無線紫外光MIMO中BCOSTBC編碼    123
5.2.1無線紫外光MIMO信道中鏈路性能分析    123
5.2.2無線紫外光MIMO中BCOSTBC編碼研究    125
5.2.3無線紫外光MIMO繫統中BCOSTBC編碼仿真分析    130
參考文獻    136

第6章日盲紫外光散射測量霧霾粒子    137
6.1霧霾粒子的紫外光散射偏振特性    137
6.1.1霧霾粒子的散射偏振基本原理    137
6.1.2霧霾粒子的仿真與分析    143
6.2灰霾的紫外光後向散射回波與紫外光偏振    163
6.2.1灰霾粒子的消光繫數和散射相函數    163
6.2.2非球形灰霾粒子的散射參數和散射相函數    165
6.2.3灰霾粒子的脈衝回波特性和紫外光偏振特性分析    167
6.3霧霾粒子濃度的光散射測量方法    177
6.3.1光散射法測量原理    177
6.3.2日盲紫外光測量繫統的設計    180
參考文獻    183

第7章無線日盲紫外光探測電力線電暈    185
7.1無人機巡檢輸電線放電的紫外探測定位方法    185
7.1.1放電及紫外檢測理論    185
7.1.2基於紫外探測的無人機巡檢放電定位方法    189
7.1.3無人機電力巡線中自適應模糊紫外電暈探測    199
7.2高壓輸電線路電暈放電檢測繫統設計    209
7.2.1電暈放電檢測繫統的硬件設計    209
7.2.2電暈放電檢測繫統的軟件設計    214
7.2.3電暈放電檢測繫統測試和實驗    214
參考文獻    219

第8章無線紫外光協作無人機    222
8.1無線紫外光引導無人機定位方法    222
8.1.1無線紫外光通信引導理論    222
8.1.2基於RSSI的無線紫外光測距算法    226
8.1.3無線紫外光定位引導方法分析    235
8.2無線紫外光通信協作無人機編隊控制方法    247
8.2.1無人機編隊控制理論    247
8.2.2無人機編隊飛行中無線紫外光網絡連通特性    252
8.2.3基於無線紫外光通信的無人機編隊控制方法    264
參考文獻    275

伴隨著社會經濟的不斷發展以及信息化發展的不斷深入，現代化通信技術有著飛速的發展，無線光通信技術越來越受到人們的關注。由於傳統的無線光通信技術需要滿足光的直線傳播纔得以實現，而無線“日盲”紫外光可以利用大氣散射實現非直視通信，能夠有效克服其他無線光通信的不足，並且具有抗干擾能力強、全天候全方位工作等優點。
無線紫外光通信利用大氣中分子、氣溶膠等微粒的散射作用實現信息傳輸，與大氣激光通信相比，無需嚴格的捕獲、對準、跟蹤，能實現非直視通信，在特殊地形和復雜電磁環境中具有獨特優勢。本書繫統研究了無線日盲紫外光通信模型、散射特性以及信道估計技術和信道均衡技術。重點分析了無線日盲紫外光測量霧霾粒子、測電力線電暈以及無人機編隊通信中的定位、測距以及踫避問題。
本書對無線日盲紫外光通信相關理論進行了深入的探索，介紹了無線日盲紫外光通信原理及散射理論，分析了紫外光通信的信道模型、信道估計技術、信道均衡技術和編碼調制技術，在此基礎上，將無線日盲紫外光應用於測量霧霾粒子、測電力線電暈和無人機編隊通信中，具有廣泛的實際應用意義。
本書共計8章，涉及無線日盲紫外光通信的理論基礎，無線日盲紫外光通信模型和信道模型，無線日盲紫外光信道估計和均衡技術以及無線紫外光通信的編碼調制技術。在理論分析的基礎上，提出了用無線日盲紫外光測量霧霾粒子、探測電力線電暈的方法，以及無線日盲紫外光在無人機編隊通信中的測距和定位方法。
全書由趙太飛教授統一定稿，第1～4章由西安理工大學的趙太飛教授編寫；第5章由西安理工大學的博士研究生高鵬編寫；第6～8章由上海農林職業技術學院的姜鳳嬌教授編寫。本書是西安理工大學西安市無線光通信與網絡研究重點實驗室集體研究的成果，趙思婷、段鈺楨、冷昱欣、雷洋飛、劉龍飛、呂鑫喆、屈瑤、包鶴、王嬋、王世奇、康博倫、李晗辰、侯鵬、郭嘉文、解穎、餘敘敘等參與了本課題的研究。西安工程大學宋鵬教授、中國航天科技集團公司第五研究院的譚慶貴研究員對作者的研究工作一直關心和支持，提出了許多寶貴的意見，在此表示深切的謝意！
本書的有關工作得到了國家自然科學基金（61971345、U1433110、61001069）、陝西省重點研發計劃一般項目（2021GY-044）、人工智能四川省重點實驗室開放基金（2022RYY01）、遼寧省自然科學基金（2022-KF-18-04）、上海市教育委員會項目（C2024090）、西安市科學計劃項目［CXY1835（4）］、榆林市科技計劃項目（2019-145）、西安市碑林區科技計劃項目（GX1921）、西安理工大學教育教學改革研究項目（xjy2124）、西安理工大學工程訓練國家級實驗教學示範中心開放課題（2021ETYB19）、上海農林職業技術學院課題［JY6(2)-0000-23-03、KY（6）2-0000-23-13］等基金的支持，在此一並表示感謝。
本書是我們進行紫外光散射機理與應用技術研究工作的初步總結，由於水平有限，書中難免存在不妥之處，歡迎讀者不吝指正。

著者
2023年5月