1 网络通信与安全紫金山实验室，江苏 南京 211111
2 南京大学超导电子学研究所，江苏 南京 210023
3 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部，北京 100094
针对无线光通信中的收发技术，从空间光通信和水下光通信两方面梳理相关的研究进展，根据不同场景从通信波段、调制方式、光电探测器三个方面总结无线光通信收发技术的发展趋势，分析单光子探测在无线光通信中的应用前景，并报道了本研究组将串联型超导纳米线单光子探测器应用于空间光通信取得的结果，为相关研究工作的开展提供借鉴和思路。
光通信 无线光通信 空间光通信 水下光通信 光电探测器 单光子探测 调制解调 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0500001
1 中国空间技术研究院 通信与导航卫星总体部，北京 100094
2 中国海洋大学 海洋技术系，山东 青岛 266100
采用蒙特卡洛仿真方法，分析了三种典型天气条件（晴天、层云和卷云）下激光在大气-海气界面-水体中的下行传输特性。结果表明：不同天气条件下经过大气传输到达海面的激光角分布明显不同，晴天时角分布发散很小，层云条件下发散严重，卷云条件下发散明显；晴天与层云条件下到达海面的光斑尺寸接近，而卷云条件下光斑大15%左右。不同天气条件下，激光经过大气、海气界面后角分布表现出不同的特征，晴天时海面使激光角分布发散变大，且随风速的增加发散呈变大的趋势；层云条件下海面使角分布发散变小，且随风速的增加发散呈变小的趋势；卷云条件下激光角分布变化复杂。不同天气条件下，激光经过大气、海气界面、水体后，既有相同特征又有不同之处。当水较浅时，三种天气条件下角分布表现出不同特征，水较深时角分布趋于一致；晴天和层云条件下的光斑尺寸基本不随水深变化，卷云条件下随深度增加明显减小。不同天气条件下光斑中心能量随深度的变化存在一定差异，晴天时平均变化率约为-0.410 dB/m，层云和卷云条件下分别为-0.426 dB/m和-0.413 dB/m。研究结果可为蓝绿激光跨介质通信链路预算、系统设计及参数优化提供参考。
水下通信 信道传输特性 蒙特卡洛 天气影响 激光 Underwater communication Channel transmission characteristics Monte Carlo Weather effects Laser 光子学报
2021, 50(12): 1201003
1 桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林 541004
2 中国空间技术研究院通信卫星事业部, 北京 100094
为在保障自由空间光(FSO)通信质量的同时, 缩短传统的自动重传请求技术所需等待时间、减小缓存资源消耗, 并随信道的变化适配数字喷泉码冗余符号的数量, 提出一种基于Q学习算法的Raptor10码译码策略。该策略采用以减少冗余符号和降低误码率为联合回报目标的Q学习算法, 可对接收端所接收的Raptor10码冗余符号进行动态调整, 并且随着译码经验的不断累积可自动提升通信性能。仿真结果表明, 在弱、中、强3种湍流条件下, 与传统的采用固定冗余度Raptor10码译码策略和线性滤波调整算法相比, 所提方法可有效减少3%的平均冗余符号数量。
光通信 自由空间光通信 信号处理 信道编码 Q学习
1 长春理工大学空地激光通信技术国防重点学科实验室, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
3 中国空间技术研究院通信卫星事业部, 北京 100094
激光通信组网天线系统能量发射效率与接收效率的高低决定了其通信能力的强弱。针对这一问题, 提出了一种新型组网天线系统基本模型, 分析其能量发射效率与接收效率的算法并进行数学建模, 推导出了其能量发射效率与接收效率的计算公式, 深入讨论了能量发射效率和能量接收效率与旋转抛物面上下开口直径、焦距以及会聚透镜单元口径、焦距等光学结构参数的准确函数关系, 相关结论可应用于激光通信组网天线光学结构的设计与优化。最后以三颗低地球轨道(LEO)卫星在距离1000 km范围内、以高于2.5 Gb/s的速率进行组网通信为背景, 通过分析和计算得出满足通信条件的激光器最小发射功率、组网天线系统的发射效率随跟踪通信角度的变化曲线以及接收效率。
光通信 组网 天线系统 旋转抛物面 能量效率 光学学报
2016, 36(12): 1206002
