1 中国电子科技集团公司第五十四研究所光通信研发中心,河北 石家庄 050081
2 河北省光子信息技术与应用重点实验室,河北 石家庄 050081
相针对基于相位增量的M次方载波同步算法存在的相位模糊问题,分析了相位模糊与系统调制参数之间的关系,并通过对帧同步过程进行改进,实现了载波同步相位模糊的消除。分别基于OptiSystem和集成相干光通信收发机搭建了空间相干光通信仿真系统和实验系统,并利用所提的消相位模糊载波同步算法对接收信号进行了处理。仿真和实验结果表明,所提出的消相位模糊载波同步算法频偏补偿和相差补偿范围不受系统调制速率、调制阶数的约束,具有更好的应用前景。
光通信 相干光通信 相干探测 载波同步 消相位模糊 帧同步
Author Affiliations
Abstract
1 Center of Ultra-precision Optoelectronic Instrument, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
2 Key Laboratory of Ultra-precision Intelligent Instrumentation (Harbin Institute of Technology), Ministry of Industry and Information Technology, Harbin 150080, China
We propose an absolute distance measurement method that employs heterodyne and superheterodyne combined interferometers to achieve synchronous detection and demodulation of multiwavelengths. Coarse and fine synthetic wavelengths are generated by a dual-longitudinal-mode He–Ne laser and four acoustic optical frequency shifters. Further, to improve phase synchronization measurement for multiwavelengths, we analyze the demodulation characteristics of coarse and fine measurement signals and adopt a demodulation method suitable for both signals. Experimental results demonstrate that the proposed method can achieve high-precision synchronous demodulation of multiwavelengths, and standard deviation is 1.7 × 10-5 m in a range of 2 m.
multiwavelength absolute distance superheterodyne interferometry phase synchronization Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011204
上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
针对局域分布式时间同步的需求, 提出了一种基于光纤和可见光结合的短距分布式时间同步方案。融合了光纤时间同步高精度与可见光时间同步高灵活性的优势, 设计了相应的时间同步端机, 并进行了分布式实验。实验结果表明: 当光纤链路长度为3 km时, 光纤时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于448 ps, 时间同步秒稳优于150 ps, 万秒稳优于4 ps; 当光纤链路长度为1 km、可见光链路长度为5 m时, 可见光时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于1.8 ns, 时间同步秒稳优于400 ps, 万秒稳优于15 ps。
光纤时间同步 分布式时间同步 可见光通信 光测量 光纤光学 optical fiber time synchronization, distributed ti
中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川绵阳 621999
在某些高动态弱信号场景中, 载波相位难以锁定。为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪, 考虑锁频环较锁相环更为鲁棒, 提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法, 实现对 GNSS信号的跟踪和解调。该算法采用二阶 FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪, 差分解调算法实现对比特数据的解调。工程应用上, 算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现, 在 FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理, 在 DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。本文在 Matlab平台中实现算法的仿真, 通过模拟器平台和对天接收真实的 GNSS信号对算法进行验证。仿真结果与实验结果表明, 该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调, 克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题, 最终实现 GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。
高动态弱 GNSS信号 二阶 FLL 比特同步 差分解调 现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP) high dynamic and weak Global Navigation Satellite the second order Frequency Locked Loop(FLL) bit synchronization differential demodulation Field Programmable Gate Array+Digital Signal Proce 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1318
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230234
江苏第二师范学院 物理与信息工程学院, 江苏 南京 210013
为克服时分复用技术中需要时钟同步和频分复用系统不够灵活的问题,提出了一种基于码分复用技术的高精度可见光定位算法。算法在异步场景下实现了码元同步和可见光定位的过程,仿真结果表明,在覆盖房间80%以上的区域时,算法的平均定位误差为6.9cm,最大定位误差为11cm,适用于绝大多数室内基于位置信息的服务。此外,分析了系统定位精度与接收机视场角及接收机离地高度的关系,在一定范围内,接收机视场角越大,系统的定位性能越差; 接收机的离地高度越大,系统的定位性能越好。
应用光学电子学 码分复用 可见光通信 室内定位技术 码元同步 applied optoelectronics CDMA visible light communication indoor positioning technology symbol synchronization
光子学报
2023, 52(11): 1106004
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
2 复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室,上海 200433
水是生物体中含量最多的一种物质,了解生物体内水的分布对于理解水的生理功能来说至关重要。相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)作为一种非侵入的成像技术,能够对生物体内的水分子进行实时且免标记的成像。因此,设计并搭建了用于水的CARS被动同步光纤激光器系统,该被动同步系统由掺铒和掺镱锁模光纤激光器构成,通过将主脉冲注入到从激光器腔内引入非对易相移,进而实现无源同步,同步失配距离达到347 μm。结合功率放大技术、倍频技术和脉冲压缩技术,双路输出平均功率分别为146 mW和2 W,脉冲宽度分别为146.0 fs和9.1 ps。使用所搭建的同步光源在3156 cm-1处对新鲜小鼠耳朵组织进行CARS成像,成像效果良好。该同步光纤光源有望推动CARS技术在快速、实时、高效病理学检测领域的应用。
光纤激光器 被动同步 非线性光学 相干反斯托克斯拉曼散射 光学学报
2023, 43(23): 2336001
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部/山西省重点实验室,山西 太原 030024
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
3 广东工业大学广东省信息光子技术重点实验室,广东 广州 510006
4 大连理工大学光电工程与仪器学院,辽宁 大连 116024
对主从开环结构下,混沌激光偏振度对混沌同步质量的影响进行实验研究。在背靠背和200 km传输条件下,分析混沌激光偏振度以及同步质量的演变规律,发现随着距离和时间的增加,混沌激光偏振度逐渐减小,导致激光器的有效注入强度降低,进而削弱了注入锁定效应,恶化了主从混沌同步质量。增大注入强度可以提高同步质量对偏振度变化的容忍度,有助于实现稳定的长距离混沌激光同步。
激光器 光偏振度 混沌激光 混沌同步 混沌保密通信 光学学报
2023, 43(21): 2114003