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

摘要

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。