为了满足小卫星平台中尺寸、质量、功耗等约束并探索中短距离星间链路下射频(RF)通信和激光通信的替代解决方案,研究了多卫星网络中采用可见光通信(VLC)的中短距离星间通信的可行性。利用卫星工具软件(STK)构建了双星伴飞构型,定量分析了太阳及恒星引入的背景光噪声,从而构建了中短距离星间VLC链路模型。为了提高链路容量和可靠性,进一步构建了基于星间链路的单输入多输出VLC(SIMO-VLC)系统,通过数值仿真评估了不同分集合并算法对于链路性能的影响。仿真结果表明:大部分时段中太阳辐射引入的杂散光功率在10 μW以下,相比于地面场景引入的背景光功率降低了75%。当在20 km内实现传输速率为112.5 Mbit/s、误码率为1×10 -6的数据传输,系统所需的发射光功率至少为4.55 W。相比单输入单输出(SISO)系统,采用基于单输入多输出(SIMO)的分集检测方案可以获得更好的性能,且所需发射功率和通信距离能够随着接收支路的增加得以有效改善,可为基于VLC的星间链路设计及扩展室外应用场景提供参考。

在基于白光发光二极管(LED)的室内可见光通信系统中,考虑墙面的一次反射,研究了不同LED拓扑方式下的布局方案。通过调整拓扑分布提出了方阵+圆环布局模型,该模型可以降低系统的功耗,在满足室内照明的要求下,通过功率分配实现了照度和接收面信噪比的动态范围压缩。仿真分析了基于功率分配的方阵+圆环布局模型的照度分布、接收功率分布、信噪比分布及误码率性能,仿真结果表明:方阵+圆环布局所用光源数虽然比传统方阵布局减少了48个,但性能仍得到了改善。给出了室内可见光通信链路系统带宽、误码率、距离与信噪比的关系,可为用户搭建VLC链路提供参考。

将手机的互补金属氧化物半导体摄像头作为可见光通信链路的接收端时，互补金属氧化物半导体的晕染效应会降低摄像头获得的数据帧的消光比，背景光和互补金属氧化物半导体热噪声还会使数据帧的识别率降低。针对上述问题，提出了利用高低帽变换和极大值抑制的优化数据帧的方法，该方法提高了数据帧的消光比并且抑制了局部噪声，得到易于解码的数据帧。但上述优化算法耗时长，为了将算法移植到手机中使用，采用了耗时短的局部加权回归散点平滑信号识别方法对数据帧进行处理。结果表明，局部加权回归散点平滑算法受局部噪声影响较小，与前人采用的算法相比可以获得最佳信噪比。

CMOS图像传感器具有功耗低、尺寸小, 以及价格便宜等优点, 目前已被广泛应用于智能手机中。采用CMOS图像传感器作为可见光通信的接收装置, 有利于技术的推广和实用化。文章首先介绍了采用CMOS传感器作为可见光通信接收机的原理, 接着针对当前国内外研究中存在的问题提出了信号增强算法, 最后验证了算法的可行性和适用性, 并由此提出了一套光ID信息服务系统模型。

介绍了红外 地平仪探头的布局和姿态解算公式，然后提出了一种利用卫星工具包软件(Satellite Tool Kit, STK)建立地平仪仿真模型的方法。利用 该模型对地平仪进行了动态仿真并获取了探测图像。最后，利用获取图像解算出了卫星姿态并给出 了不同工况下的仿真结果。该方法可以在项目开发早期帮助确定地平仪方案，以避免不必要的 重复工作。

可见光通信作为当前无线光通信领域的研究热门, 在过去几年取得了可喜的突破。采用白光LED作为光源, 利用灯光高速明暗闪烁来传递信息的同时兼顾其在室内照明的功能, 节约了能源。文章详细介绍了白光LED可见光通信的研究现状、关键技术、应用场景和发展趋势。