红外与激光工程
2023, 52(12): 20230188
空地协同作业场景中要求无人机同时具备快速路径规划与精准自主降落功能, 这对无人机搭载有限计算资源下算法的实时性和准确性提出了更高要求。主要解决了无人机快速路径规划与自主降落功能一体化实现关键技术难题。首先, 针对传统A*算法实时性差、消耗资源多等问题, 将传统8邻域搜索方式改进为16方向搜索方式, 并设计高匹配度启发函数和自适应权重系数全面提升路径规划算法性能; 其次, 设计了基于视觉反馈的面向空地协同作业场景下无人机自主降落策略, 提高了自主降落的精度; 最后, 进行了仿真和实验,验证了所提改进A*算法、自主降落和一体化实现策略的性能。结果表明, 改进的A*算法在规划路径长度与平滑度性能方面均得到提升, 算法实时性大幅提升, 满足复杂环境下的实时避障与规划需求;同时, 无人机可以快速稳定地降落在地面平台目标点上。
空地协同 无人机 路径规划 改进A*算法 自主降落 air-ground collaboration UAV path planning enhanced A* algorithm autonomous landing
1 中国联合网络通信有限公司研究院,北京 100048
2 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室,北京 100876
光网络的通信和感知一体化是基于光缆资源的一种有效设计,符合通信系统资源融合的发展趋势。利用通感一体化(ICAS)技术,不仅有助于光网络的智能运维,提升网络质量,还能实现密集的传感数据采集和新型应用,有效盘活运营商的光纤资产。本文阐述了光网络ICAS的潜在使能技术,对基于光纤瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射等原理实现的传感技术进行对比分析,并结合相关研究,讨论了光网络ICAS技术的多类潜在应用场景,为该技术的推广应用提供思路。
光纤通信 光纤传感器 光纤光学 光纤特性 光网络通信和感知一体化 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0100001
1 北方工业大学电子信息工程学院, 北京 100144
2 北京邮电大学信息光子与光通信国家重点实验室, 北京 100876
随着可见光通信系统研究的不断发展,解决可见光通信上行通信链路缺失的问题日益引起重视。建立双向可见光通信系统,意味着在系统两端的收发器件上需要同时实现光电转换与电光转换。提出了以发光二极管(LED)同时作为光信号收发元件的实时双向可见光通信系统方案,设计了时分复用方式的LED双向工作控制机制,实现了双向可见光通信。在不同的收发端仰角下进行了实时双向通信系统的实验,实测结果表明本系统方案仅以LED作为光收发元件、不需严格对准和中继放大即可实现2 m以上距离、8 Mb/s速率的实时双向可见光通信。
光通信 实时可见光通信系统 基于LED的光接收方法 LED双向工作控制
1 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 内蒙古电力信息通信中心, 呼和浩特 010020
基于路径计算单元的光网络, 根据无充足空闲资源用于无需流量迁移状态的恢复光路建立的背景, 围绕故障恢复时尽量减少被中断连接的流量迁移过程, 对并行的流量迁移过程进行了研究, 建立了相应的数学模型, 提出了并行流量迁移的实现方法, 给出了可以得到并行流量迁移过程中连接新旧光路拆建顺序的启发式算法.文中提出的最小化最大中断连接资源需求数并行流量迁移算法包含依赖关系图分割算法和最小化最大中断连接资源需求数拆建顺序确定算法两大部分.仿真证明了最小化最大中断连接资源需求数并行流量迁移算法相对于普通串行流量迁移算法可以利用较少的额外中断得到迁移时间的大幅缩短.
流量迁移 光网络 故障恢复 并行 Traffic migration Optical networks Restoration Parallel
北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
紫外光通信技术具有低窃听、低位辨、全方位、全天候、抗干扰等优点, 而基于紫外光灯的通信系统存在光源体积大、易碎、调制困难、通信速率低、功耗大等问题。设计了一种基于紫外C波段(UVC)LED的小型化无线通信系统方案, 并对系统性能进行了理论分析。系统光源采用UVC LED, 探测器采用日盲光电倍增管(PMT)和窄带紫外滤光片, 通信系统采用开关键控(OOK)和脉冲位置调制(PPM)调制方案。仿真结果表明所设计的紫外无线通信系统可在200 mW发射光功率情况下实现直径200 m范围内的非视距语音通信和100 mW发射光功率情况下实现250 m的64 Kbps准视距通信。
紫外无线通信 非视距通信 紫外LED 紫外大气传输模型 UV communication radio silence NLOS communication UV LED UV path loss model
文章主要研究WDM(波分复用)光网络中动态业务流量疏导的选路算法,提出了基于拓扑融合的动态流量疏导算法。该算法的最大特点在于融合了物理拓扑及其抽象出来的虚拓扑,利用最小权重优先方法进行选路。仿真结果表明,该算法在不增大建路时延的基础上,可以有效提高资源利用率,降低阻塞率,尤其是在高负载情况下,效果显著。
光网络 动态流量疏导 拓扑融合 负载均衡 optical network dynamic traffic grooming topology integration load balancing
北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院,北京 100876
基于暗脉冲的布里渊时域分析仪系统中泵浦光和探测光的功率较高,相互作用强烈,严重限制了系统的有效传感距离。而现有的系统众多采用利用多段具有不同布里渊散射频率的光纤相互连接延长传感距离的方法,降低每段光纤上的受激布里渊散射效应,延长有效传感距离,但这种方案会增加的系统的复杂度,影响实际应用.本文提出一种简单的暗脉冲光布里渊时域分析仪的结构,可在满足高空间分辨率的条件下,有效的延长系统的传感距离,取代通常的利用多段具有不同布里渊散射频率的光纤相互连接延长传感距离的方法.利用基于光抑制载波的技术,产生具有两个边带的斯托克斯光.斯托克斯光的两个边带和泵浦光相互作用,同时激发布里渊散射增益和衰减效应,在接收端利用两者接收信号的差,可抵消原有暗脉冲泵浦信号中准连续光对传感距离的影响,从而有效地延长系统的传感距离,并利用数值仿真的方法验证了此方法的有效性.
光时域分析仪 布里渊散射 暗脉冲 光纤传感 Brillouin optical time domain analyzer Dark pulse Optical carrier suppressed Sensing length prolongation
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Ministry of Education, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
A scheme of flexible colorless remote note with reflective semiconductor optical amplifier (RSOA) assisted Michelson interferometer is proposed. This is capable of generating an optical carrier suppressed signal at a specific radio frequency to suppress the penalty brought about by Rayleigh backscattering and reflection in a full-duplex single fiber transmission network. Simulations are conducted, and the validation of the proposal is discussed by observing the penalty eye opening factor. The results are useful for designing cost-effective multi-wavelength passive optical network (PON) or radio-over-fiber (RoF) systems.
反射型半导体光放大器 迈克尔逊干涉仪 无色远端节点 060.4510 Optical communications 060.2360 Fiber optics links and subsystems Chinese Optics Letters
2011, 9(2): 020606
研究了一种基于CSRZ(载波抑制归零码)的多级相位调制技术在光纤通信系统中的应用.分析了CSRZ、DQPSK(正交差分相移键控)、8DPSK(八差分相移键控)调制格式的特征,理论上推导出了CSRZ-DQPSK和CSRZ-8DPSK的调制解调原理公式,给出了其调制解调方式及具体过程的实现,并用Matlab仿真得到了CSRZ、 CSRZ-DQPSK和CSRZ-8DPSK调制后的频谱图和解调后的眼图.性能分析的结果表明,CSRZ-DQPSK和CSRZ-8DPSK作为新型多级相位调制格式,具有更窄的频谱宽度、更高的频谱效率,因此具有更高的色散、非线性损耗容限和更低的信道间串扰,解调后的眼图性能也很好,有望成为下一代光纤通信系统的首选传输码型.
光纤通信 载波抑制归零码 多级相位调制 Optical fiber communication CSRZ Multi-phase modulation