光子学报
2023, 52(11): 1106002
1 桂林电子科技大学信息与通信学院，广西 桂林 541004
2 广西无线宽带通信与信号处理重点实验室，广西 桂林 541004
针对跨介质无线通信信道的约束影响，依据大气与海洋环境通信特点，提出一种利用激光诱导声波实现跨介质的跳时隙脉冲位置调制(PPM)水下通信的信号传输方法。研究光声效应机理，分析激光声源在水下的时频特性，采用无线光通信与水声通信技术的融合机制，合理选择跳时隙类型组合编码调制，有效提高信息传输可靠性及安全性。基于脉冲激光声源建立空中到水下的跳时隙PPM通信链路，通过现场可编程门阵列(FPGA)完成编解码，实现了字节组帧的信息传输测试。实验测试结果证明：以脉冲激光作用水介质激发的声波通信，可进行远程指定水域的激光致声控制，将光视距通信转换为水下任意位置目标通信，大大提高了通信作业的灵活性和主动性，可用于空中到水下的跨介质通信。
激光光学 光声效应 激光诱导声波 跳时隙 字节组帧 导频码 中国激光
2022, 49(18): 1806002
1 河南科技大学 应用工程学院，河南 三门峡 472000
2 三门峡职业技术学院，河南 三门峡 472000
时隙分配是时分多址(TDMA)接入的核心。TMDA将时间划分为若干个固定时隙，使2个干扰的节点在不同时隙内传输数据，进而降低接入碰撞率。为此，提出基于分布式TDMA的时隙分配算法。该算法以Drand算法为基础，对其进行改进。利用路由信息分配时隙，降低通信时延和传输的消息数。仿真结果表明，与Drand算法相比，提出的算法传输时延降低了约8%，传输的消息数约下降了24%。
无线传感网络 时分多址接入 时隙分配 路由信息 传输时延 Wireless Sensor Networks(WSNs) Time Division Multiple Access slot allocation routing information communication delay 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(5): 929
1 重庆邮电大学 a. 移动通信技术重庆市重点实验室
2 重庆邮电大学 b. 通信与信息工程学院, 重庆 400065
为解决现有多个域网(PAN)太赫兹无线个域网（WPAN）介质访问控制(MAC)协议中存在的在常规信道时间分配时段(N-CTAP)的网络间节点传输数据干扰问题，即在常规节点传输数据过程中，存在部分节点与其他网络节点互相在对方的通信范围之内，导致在传输数据时，很有可能受到干扰的问题，文章提出了一种低干扰多PAN太赫兹WPAN MAC协议(LI-PAN)。通过将常规节点分类提出边缘节点类型概念，找出会产生干扰的常规节点；自适应常规节点类型报告机制，将常规节点的节点类型告知微微网协调器(PNC)；常规节点时隙分配新机制，使得PNC按照常规节点类型分配时隙资源，从而降低常规节点在数据传输过程中所受到的干扰，有效提高了数据传输的成功率以及网络吞吐量，减少了平均时延。
边缘节点 无线个域网 太赫兹 时隙分配 介质访问控制协议 edge node WPAN Terahertz slot allocation MAC protocol
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705研究所水下信息与控制重点实验室，陕西 西安 710000
针对多像素光子计数器（MPPC）恢复信号的过程中易受背景光干扰且同步时钟信号提取困难的问题，提出一种基于MPPC的改进型光子计数同步通信方法。首先利用MPPC完成光电转换，采用泊松分布模型中的均值（MV）、安斯库姆根（AR）变换和最大似然（ML）最优阈值检测算法对电脉冲进行预判决；然后生成相位不同的门控周期时钟，并将其作为使能信号以统计脉冲计数总和，通过查找其最大值的方式确定最佳时隙相关同步时钟；最后比较每比特脉冲计数与计数阈值的相对大小以确定比特信息。为了验证方法的有效性，搭建基于MPPC的无线光通信系统。实验结果表明，在波长为520 nm、通信速率为2 Mbit/s、采样频率为200 MHz和比特误码率为3.8×10-3的条件下，改进型PCPB-MV、PCPB-AR和PCPB-ML检测算法的灵敏度较传统检测算法可分别提升3.0 dB、3.2 dB和3.8 dB。
激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2125001
吉林化工学院 信息与控制工程学院，吉林 吉林132022
针对室外可见光通信受到大气湍流因素影响的问题，采用广义超几何法，综合分析Gamma-Gamma信道下大气湍流及不同天气条件对可见光通信系统平均误时隙率(SER)的影响。仿真分析表明：16进制差分脉冲位置调制(16DPPM)可有效改善湍流效应影响；采用等增益合并(EGC)接收技术，系统平均SER明显降低；湍流信道下，晴朗、雾霾、薄雾和中雾天气时，与16DPPM单入单出系统相比，采用接收天线为3根或4根的16DPPM单入多出系统的平均SER得到明显改善。
可见光通信 多进制差分脉冲位置调制 平均误时隙率 等增益合并接收 visible light communication multi differential pulse position modulation average slot error rate equal gain combined reception
重庆邮电大学通信与信息工程学院, 重庆 400065
研究了基于多像素光子计数器的光脉冲位置调制(PPM)通信系统开环同步及数据恢复技术。首先,对PPM异步采样信号进行快速傅里叶变换;然后,用Quinn、Jacobsen和MacLeod算法分别估计信号的初始频偏及时延偏差;其次,由频偏和时延偏差估计值及相关运算恢复PPM信号的光子数,进而求得三种算法对应的三组时隙对数似然比序列;最后,从三组时隙对数似然比序列中选择标准差最大的序列作为纠错译码器的输入。仿真及实验结果表明,该时隙同步方法在极低的光功率下同步精度高、运算速度快、鲁棒性强且易于实现;对于64PPM调制信号,本算法平均每信号时隙只需要探测1.33个光子,就能使误码率小于10 -5。
光通信 脉冲位置调制 多像素光子计数器 时隙同步 数据恢复
1 南京邮电大学 电子与光学工程,微电子学院, 南京 210023
2 南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京 210023
室内可见光通信系统是缓解无线频谱资源紧缺以及未来用户群接入需求日趋增长问题的有效解决方案之一, 文章针对室内可见光通信系统的链路切换算法进行研究分析, 提出了一种基于时隙计算的预测切换算法, 分析了链路切换算法对系统的重要性, 并利用到达时间差定位法和探测时隙提出了一种基于时隙计算的预测切换算法, 该算法可以提前预测终端需要切换到哪个微小区, 从而降低系统的切换开销。最后对该算法提升室内可见光通信系统切换性能的能力进行了仿真测试, 仿真结果表明, 该算法有较高的预测切换成功率, 可以高效地减少系统的切换开销。
室内可见光通信系统 链路切换算法 基于时隙计算的预测切换算法 indoor visible light communication system link switching algorithm predictive switching algorithm based on slot calcu
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
1 武汉邮电科学研究院，武汉 430070
2 烽火通信股份有限公司，武汉 430070
为迎合5G/6G时代人们对数据通信不断增长的需求，针对现阶段超高速以太网多业务支持、速率灵活可变和IP光融合组网的发展趋势，研究了灵活以太网(FlexE)的协议规范，包括FlexE基本结构、开销帧定义和Calendar机制。在此基础上，提出一种将介质访问控制(MAC)层不同速率的用户数据映射至物理层中的功能模型，并研究了一种基于Calendar机制的时隙分配算法。
灵活以太网 映射 时隙分配 flexible ethernet mapping time slot allocation
