在大气信道激光传输中, 大气湍流对系统性能会产生较大影响, 主要体现为降低传输速率和增加误码率。在具有信道互易性的双向激光传输链路中, 两终端光斑信号强度的变化相关, 可以在终端提取信道状态信息, 以对信道影响进行补偿, 从而提高传输速率。本文首先在弱湍流条件下, 根据Rytov近似理论推导了平面波双向传输链路接收到的光斑信号的相关系数与传输路径的关系, 并给出解析式。结果表明, 两终端接收的光斑信号的光通量具有相关性, 且相关系数与传输路径有关。进一步搭建了双向收发共轴激光传输系统, 并进行了外场试验, 试验结果不仅验证了双向大气信道激光传输链路具有互易性, 且两接收端光斑信号光强的实时变化趋势相同。本文结论对实现大气信道高速率、低误码率激光传输具有重要意义。

无线通信由于自身传输信道的开放性, 其安全问题相对于有线通信更为突出。物理层安全技术利用无线通信信道天然的多径时变特性, 可为无线传输提供物理层加密, 因而近年来得到快速发展。针对传统物理层安全中密钥生成速率低、频分双工系统不适用等问题, 提出了一种基于信道特征参数的无线通信密钥生成方法。基于宽带信号对多径的辨识力, 利用各径间相对时延生成初始密钥, 结合码本进行密钥长度扩展, 从而生成最终密钥。通过数值分析证明, 相对于传统物理层密钥生成方式, 所提方法能显著提高密钥生成速率, 同时, 基于时延信道特征的互易性, 该方法可适用于时分双工和频分双工无线通信系统的物理层加密。