1 东南大学 移动通信全国重点实验室，南京 210096
2 网络通信与安全紫金山实验室，南京 211111
光纤通信与大容量高频无线通信深度融合是未来第六代移动通信（6G）的核心技术底座，对于构建“沉浸式通信、泛在连接、通信人工智能（AI）一体化”等6G典型场景具有重要意义。文章梳理了优化光纤无线融合传输系统架构和提升频谱效率的主流技术及其实现方案，对研发团队在这些方面取得的部分进展进行了总结。首先，面向新一代沉浸式通信的大容量需求，借助商用数字相干光模块（DCO），提出了一种“光纤－无线－光纤”一体融合传输系统新型架构，率先完成了光子太赫兹100/200/400 GbE实时无线传输通信实验，最高实现了2×240.558 Gbit/s的线路速率；其次，面向覆盖范围广和灵活部署的应用场景，将数字副载波复用（DSCM）技术引入光纤无线融合接入系统，文章设计并搭建出同时支持最多32路固定宽带接入和32路W波段毫米波无线接入的点对多点（P2MP）100 Gbit/s相干无源光网络（PON），能够灵活调整速率且便于后续迭代升级；最后，面向通信AI一体化需求，提出了一种基于似然感知的矢量量化（VQ）变分自编码器（VAE），基于AI技术对光纤无线融合通信系统进行端到端优化，在无需太赫兹功率放大器的情况下，成功演示了净速率为366.4 Gbit/s的双偏振（DP）2×2多输入多输出（MIMO）太赫兹信号6.5 m无线传输和20 km标准单模光纤（SSMF）传输。上述技术在未来6G典型场景中具有巨大的应用潜力，此外，文章还从大容量、长距离、集成化和智能化等方向对超100 Gbit/s光纤无线融合传输技术进行了展望。
光纤无线融合传输 数字副载波复用 无源光网络 端到端智能星座整形 integrated fiber-wireless transmission DSCM PON end-to-end intelligent constellation optimization 光通信研究
2024, 50(1): 23016001
中北大学 计算机与控制工程学院，太原 030051
针对采用传统频域数字散斑相关法测量面内微位移受到噪声的影响严重、测量精度低等问题，提出了一种新的频域数字高阶涡旋散斑相关法。首先，通过高阶涡旋散斑图生成实验，发现了高阶涡旋散斑图具有抗噪声干扰能力强、在相关器输出面上能得到面积小且亮度高的相关点，于是将待测物体的高阶涡旋散斑图作为测量对象；然后通过理论计算推导，应用减运算合成位移前后的高阶涡旋图，可以在相关器输出面上同时显示位移前后的两个相关点，突破了传统方法只能显示位移后一个相关点的现状，并且有效抵消了背景噪声；最后设计了一种新型的滤波器对合成图进行匹配滤波，可以生成峰值锐利的相关光斑图。实验结果验证了，该方法使得测量精度和抗噪声干扰能力得到极大提高，在不同噪声干扰下相对误差仍能保持小于2%。
减运算 频域 数字散斑相关法 高阶涡旋 匹配滤波器 subtract operations frequency domain digital speckle correlation method (DSCM) higher-order optical
北京理工大学 信息与电子学院, 北京 100081
数字散斑相关方法在亚像素测量过程中运算量大, 在对实时性要求较高的系统中该方法的应用受到了限制。提出了一种原理简单、搜索速度快、精度高的预测搜索算法, 介绍了预测搜索算法的原理, 并给出预测位移的公式。通过实验验证了对算法的精度、效率和鲁棒性, 说明对数字散斑相关方法进行优化后, 既不损失亚像素位移的计算精度又提高了图像处理的效率。
机器视觉 预测搜索算法 数字散斑相关方法 数字图像相关 亚像素 machine vision predictive search algorithm DSCM digital image correlation (DIC) sub-pixel
上海应用技术学院 机械工程学院,上海 201418
岩石在外力作用下会发生形变,发现和了解岩石材料的形变、应力分布等对避免灾害会起到重要的预警作用。采用高精度的数字散斑相关技术,对岩石材料形变、应力和应变进行了非接触式测量。为验证实验结果的有效性,电阻应变计贴附于采集区附近并且实验结果与电测结果吻合较好。表明数字散斑相关测量技术能够用于岩石等材料的形变检测,预报变形信息,结果可以定量和定性显示。
光学测量 数字散斑相关技术 岩石材料 形变 optical measurement digital speckle correlation method(DSCM) rock material deformation
上海应用技术学院 机械工程学院，上海 201418
借助高准确度数字散斑相关技术并结合标记点法，对工作的热风炉进行了实时位移和应变检测.测试了环向和轴向位移和应变，得出热风炉壳的位移场等直线，即环向位移呈现竖向条纹，轴向位移总体呈现水平状位移等值线，并且位移数据较为均匀.由位移场得到了应变场，由于温差变化不大，由此产生的最大热应力为63.85 MPa.数字散斑相关技术所测结果与标记点法所测数据吻合.现场检测表明，炉壁外表面，由热交换引起的应力远小于钢材的许用应力，所以结构运行安全.
数字散斑相关技术 高炉热风炉 位移 应变 Digital speckle correlation method(DSCM) Hot wind furnace Displacement Strain
1 西安交通大学 机械工程学院, 陕西 西安 710049
2 东华理工大学 机电工程学院, 江西 南昌 330013
为了克服传统的变形测量方法的局限性, 实现整体变形和测量范围内各点在任一时刻具体位移的全面测量, 以得到完整的变形数据, 本文采用数字相关散斑法(DSCM)对变形进行了精确测量。首先, 通过与传统变形测量方法进行比较, 归纳出DSCM具有非接触、精度高、操作简单灵活、测量全面等优点。然后, 描述了散斑法的基本理论, 建立了相关的数学模型, 并根据相关理论开发了相应的测量分析软件XJTUDIC。利用该软件结合相应的硬件设备, 对具体的拉伸变形过程进行了测量试验, 并将结果与使用引伸计的传统测量方法进行了比较。得到的结果显示两种测量方法的误差在±0.2%之内, 验证了该方法及相应软件和硬件的可靠性及可行性, 为变形的全面精确测量提供了一种有效的工具。
数字散斑相关法 变形测量 Digital Speckle Correlation Method(DSCM) deformation measurement XJTIDIC XJTUDIC
