作者单位
摘要
同济大学 海洋地质国家重点实验室,上海 200092
非视距(NLOS)水下无线光通信(UWOC)主要利用空气—海水界面反射或海水中微粒对光的散射进行通信,可以有效地解决视距(LOS)UWOC的链路对准问题。文章总结了NLOS UWOC技术在信道模型、模拟仿真和实验研究方面的研究进展。目前,国内外学者主要探索了水质、波浪、湍流、调制技术和收发端配置等因素对NLOS UWOC链路性能的影响。很少有学者研究复杂的水动力和水质综合因素、光源的非线性、探测器的非线性、灵敏度以及噪声等对NLOS UWOC性能的影响以及有效解决方案。为此,未来需要展开更加深入的信道模型、仿真和实验研究,从而推动NLOS UWOC技术的发展。
水下无线光通信 非视距 信道模型 蒙特卡洛仿真 UWOC NLOS channel model Monte Carlo simulation 
光通信研究
2023, 49(4): 7
作者单位
摘要
中国核电工程有限公司北京 100840
气冷快堆兼具高温气冷堆的经济性和快堆的可持续性等优点,在四代堆型中具有独特的技术优势。为了适应气冷快堆高温、高中子通量的堆芯环境,本文基于耐事故燃料模型,提出了一种块状气冷快堆燃料组件设计方案,并对该组件中铀钚混合燃料中的钚含量、冷却孔道的直径及数量、栅距比、包壳及组件盒厚度等物理参数对中子学特性的影响规律开展了敏感性分析研究。分析结果表明:在研究的6个参数中,钚含量和栅距比对组件的中子学特性影响最大,冷却孔道数量主要影响组件内的功率分布,其余参数对组件中子学特性几乎无影响。最后针对块状燃料组件低冷却剂份额的特点,利用单通道模型进行组件内的温度分布计算,给出了热工限值对组件参数的要求。
气冷快堆 块状组件 颗粒弥散燃料 中子学特性 敏感性分析 单通道模型 Gas-cooled fast reactor Block-type fuel assembly Coated particle dispersion fuel Neutronics characteristics Sensitivity analysis Single channel model 
核技术
2023, 46(5): 050601
作者单位
摘要
1 内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古 包头 014010
2 内蒙古科技大学工程训练中心,内蒙古 包头 014010
为了对复杂矿井环境下的可见光通信进行研究,提出一种基于点云数据的矿井可见光信道模型构建方法。在传统信道模型的基础上,将不规则石壁和接收端随机倾斜两大因素添加进信道模型中,并基于墙面点云数据,利用逐点插入法对反射面元进行划分,弥补理论信道模型缺乏与真实数据结合的缺陷。在应用阶段,采用遗传算法优化反向传播(BP)神经网络的定位算法,将信道模型应用于可见光定位,在可见光定位中考虑一次反射和接收端倾斜的影响。仿真结果表明:在5.0 m×4.0 m×3.5 m的矿井巷道环境下,与传统信道模型相比,使用基于点云数据的矿井信道模型时,一次反射平均贡献比增大了1倍,约为29.48%,均方根定位误差为13.4 cm。一次反射和接收端倾斜会对定位精度造成显著影响。基于点云数据的矿井信道模型为井下可见光通信和定位的研究提供了一种有效途径。
光通信 可见光通信 矿井 三维点云 信道模型 可见光定位 
中国激光
2023, 50(11): 1106005
作者单位
摘要
1 西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121
2 中国船舶重工集团第705研究所 水下信息与控制重点实验室,西安 710077
水下无线光通信受到海水信道中吸收、散射和湍流的影响而降低了系统性能。目前的研究多独立地考虑衰减信道和湍流信道对信号特性影响,或者从理论公式上分析系统性能。本文采用更加符合真实信道特性的指数-广义伽马分布湍流信道模型,研究海水湍流信道下无线光通信偏移四相相移键控调制系统的误码率理论,建立了海洋湍流和衰减信道协同作用下的复合信道模型,通过模拟信号波形,统计误码率,对系统性能进行分析。结果表明,σI2=2的强湍流下,具有载波特性的模拟信号优于开关键控调制的数字信号,且与二进制移相键控相比,偏移四相相移键控可获得约3 dB信噪比增益。σI2=0.2的弱湍流下,水质衰减系数为c=0.151 m-1的偏移四相相移键控系统在接收信号信噪比为20 dB时,可实现误码率在10-3以下的50 m可靠通信。相同湍流条件下,误码率随链路距离增加成线性劣化。同时,海水水质对系统BER影响很大,湍流强度为σI2=0.2,湍流相干时间τ0=10 ms的纯海水信道中,接收信号信噪比为10 dB左右时,可实现误码率在10-3以下的40 m可靠通信,而在沿海海水无法正常通信。
水下无线光通信 水下复合信道模型 信号模拟 偏移正交相移键控 系统误码率 Underwater wireless optical communication Underwater composite channel model Signal simulation Offset quadrature phase shift keying System bit error rate 
光子学报
2022, 51(10): 1006006
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 机电工程学院,西安 710071
2 西北核技术研究所,西安 710024
3 西安新佳腾电子科技有限公司,西安 710000
时间反演具有时空聚焦特征,在许多方面有着潜在的应用。其中,基于时间反演腔的系统是一种主要的反演系统,可用于脉冲压缩、波束成形、微扰探测等。时间反演腔通常是一个电大的微波混沌腔,内部电磁波的传播具有明显的多径特征,即时间色散特征。因此,在时间反演过程中,反演腔可对反演信号进行相位补偿,重构出初始信号,从而在初始位置形成脉冲的时间压缩和空间聚焦。为了拓展时间反演腔的实际应用,本文基于多径信道模型研究腔体参数对反演性能的影响,重点分析路径的衰减特征、串扰特征和叠加特征对反演信噪比的影响,并总结给出影响反演信噪比的主要参数以及基本规律。
时间反演腔 多径信道模型 多径效应 信噪比 time reversal cavity multipath channel model multipath effect signal to noise ratio 
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123006
贺锋涛 1,*王妮 1,**张建磊 1,***杨祎 1[ ... ]李碧丽 2
作者单位
摘要
1 西安邮电大学电子工程学院,陕西 西安 710121
2 中国船舶重工集团第705研究所水下信息与控制重点实验室,陕西 西安 710077
应用广义的惠更斯-菲涅耳原理及改进的Rytov方法,采用基于Gamma-Gamma光强概率分布的海洋湍流信道模型,得到了中断概率解析式。并在此基础上对各向异性海洋湍流高斯光束外差式差分相移键控(DPSK)调制的中断概率性能进行了研究。仿真分析了不同的各向异性海洋湍流下各种海洋湍流参数(温度与盐度波动对功率谱变化贡献之比、单位质量流体动能耗散率、均方温度耗散率)、传输距离、DPSK调制的数据传输速率对中断概率的影响。为降低高斯光束DPSK调制下的中断概率、提高通信质量及可靠性提供了理论依据。
海洋光学 水下无线光通信 各向异性海洋湍流 高斯光束 外差式差分相移键控 Gamma-Gamma信道模型 
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1901004
作者单位
摘要
南昌大学信息工程学院,江西 南昌 330031
针对吸收和散射衰减导致光子在水下运动时具有复杂性的问题,基于追踪的水下单光子运动状态,建立了光子时空随机信道模型。针对不同的水质类型、链路距离、接收孔径、发射角和视场角,统计了接收端到达光子的相关信息,研究了基于水下单光子通信系统的光接收强度和信道脉冲响应的影响因素。同时,综合考虑光子发射情况、水下光子运动过程、探测器特性和同步信号提取方法等,采用了一种基于时隙内光子计数的数据解调方案,并对系统性能进行分析。仿真实验结果表明:发射角和接收孔径是影响时延展宽的主要因素;接收孔径越大,系统误码率(BER)越小;而链路距离和发射角越大,系统BER越大;噪声系数越大,系统BER越大,且建模的理论通信距离约为185 m。实验结果很好地描述了水下光子散射特性和脉冲时延展宽特性。
光通信 水下通信 光子时空随机信道模型 蒙特卡罗方法 信道特性 系统误码率 
激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1706006
作者单位
摘要
西安交通工程学院 中兴通信学院,西安710300
针对海水激光通信信道复杂多变的问题,利用蒙特卡洛法模拟了蓝绿激光在海水信道中的传输过程,得到了不同传输距离下接收功率的统计图。分别利用高斯函数和圆弧拟合算法对此统计结果进行了拟合,并计算出了激光在不同传输距离的高斯拟合误差和圆弧拟合误差,得出圆弧拟合算法拟合误差小于高斯函数拟合。在圆弧拟合算法的基础上建立了水下无线光通信信道模型,根据该传输模型可快速得到在一定海水水质参数下,海水中激光传输距离、任意接收位置和接收光功率之间的关系,为水下无线光通信系统的设计提供了参考价值。
蒙特卡洛 圆弧算法 激光通信 信道模型 Monte Carlo arc algorithm laser communication channel model 
光通信技术
2021, 45(3): 51
作者单位
摘要
1 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院,沈阳 110000
2 中国联合网络通信有限公司智网创新中心, 北京 100000
3 国网辽宁省电力有限公司, 沈阳 110000
4 北京电信规划设计院有限公司, 北京 100000
以巡检机器人为代表的终端设备在变电站中应用广泛, 第五代移动通信(5G)技术发展迅速, 未来5G可移动终端在变电站的应用将会越来越多。通信系统的性能与无线信道息息相关, 因此研究变电站中可移动终端的5G通信信道特性至关重要。文章针对变电站三维(3D)散射环境下5G可移动终端的通信信道的特性问题, 基于多输入多输出技术, 提出采用几何分析法建立3D信道模型, 并推导出了信道的时间自相关函数、空间互相关函数。基于5G频段, 仿真并分析了无线信道的自相关和互相关特性;研究了不同大小的莱斯因子对无线信道特性的影响。上述仿真结果表明了5G终端在变电站的可用性, 拓宽了变电站场景下可移动终端运用5G通信技术的研究。
电力通信 信道模型 第五代移动通信终端 变电站 power communication channel model 5G terminal substation 
光通信研究
2021, 47(1): 63
王宝鹏 1,2余锦 1,2,*王云哲 1,2孟晶晶 1,2[ ... ]王晓东 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍19种典型强度调制方式的符号结构,推导它们在高斯信道、弱湍流信道、中强湍流信道中的误时隙率(SER)模型,并进行了数值仿真。仿真结果表明:随着信噪比不断增大,各调制方式的SER持续减小并逐渐趋于一致,当SER趋于一致时,对信噪比的要求随湍流强度的增大而增高。脉冲位置调制(PPM)在三种信道中的SER均为最小;调制阶数较小时,差分幅度PPM的SER最大,调制阶数较大时,开关键控(OOK)的SER最大。其余调制方式的SER介于OOK、PPM与差分幅度PPM之间,并随着调制阶数的增大出现分层现象。研究结果对实际激光通信系统的设计具有一定参考价值。
光通信 强度调制 自由空间光通信 直接检测 误时隙率 大气信道模型 
激光与光电子学进展
2020, 57(23): 230604

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