1 中国人民解放军陆军工程大学 通信工程学院, 南京 210001
2 苏州高博软件技术职业学院, 江苏 苏州 215163
逆向调制无线光通信在无人机、小型化平台等领域具有广阔的应用前景, 但是易受大气湍流的影响, 接收信号会出现较大的低频随机性起伏,使用固定阈值的硬判决方法判决时误码率较高。为了提高信号判决的准确率, 提出一种基于K均值算法的信号判决方法, 通过学习接收到样值点的内在特征, 依据其相似性动态自适应地对该窗口内的样值点进行分类。研究结果表明: 湍流信道条件下, 与传统的硬判决方法相比, 基于K均值算法的信号判决方法误码性能更优, 误码率为10-6时, 信噪比需求降低约2 dB。
光通信 逆向调制 湍流 K均值算法 判决解调 optical communication reverse modulation turbulence K-means algorithm decision demodulation
陆军工程大学通信工程学院, 江苏 南京 210007
针对大气湍流影响下的地-空斜程逆向调制无线光(FSO)通信问题,基于三层高度谱模型对逆向调制斜程链路下的光强闪烁进行研究,推导弱湍流下大气湍流衰落系数的概率密度函数表达式,在此基础上深入研究系统的平均中断概率、平均误码率和平均信道容量,分析天顶角、湍流强度以及接收孔径大小等因素对系统通信性能的影响。研究结果表明,在低信噪比和长距离通信的情况下,适当增大接收机孔径,地-空斜程逆向调制无线光通信系统依然可以保持较好的通信性能,随着天顶角和近地大气折射率结构常数的减小,湍流对斜程通信链路的影响也有明显减弱。
大气光学 逆向调制光通信 大气湍流 斜程激光通信 误码率分析 光学学报
2021, 41(18): 1801002
1 陆军工程大学通信工程学院，江苏 南京 210007
2 战略支援部队信息通信工程设计所，辽宁 沈阳 100005
在逆向调制无线光通信系统中，大气湍流对系统的影响大于传统的无线光通信系统。本文研究了一种基于逆向端调制器分集的逆向调制无线光通信系统，以减小大气湍流对系统的影响。利用相位屏法，建立了弱湍流下的激光大气的传输模型，对比分析了逆向调制无线光通信系统逆向端逆向调制器分集和不分集分别所受到的大气湍流的影响。结果显示在相同情况下，逆向调制无线光通信系统在逆向端对逆向调制器进行分集能抑制大气湍流对系统的影响，使整个系统的闪烁指数下降。
光通信 逆向调制 大气湍流 分集 闪烁指数 optical communication modulating retro-reflector atmospheric turbulence retro-reflector diversity scintillation index
西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
设计了基于单光源的全双工可见光通信系统,实现了可见光兼具照明和通信的功能。利用“猫眼”逆向调制器对下行光信号进行两次调制,将上行信息调制到下行光信号上并反射回主动端。实验表明,单光源可以实现全双工可见光通信链路,并且使上下行链路的通信互不干扰,通信效果良好。
光通信 逆向调制 上行链路 下行链路 全双工通信 激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010603
1 陆军工程大学 通信工程学院, 南京 210007
2 中国人民解放军31111部队, 南京 210007
研究了逆向调制光通信回波反射链路中的大气湍流效应及抑制方法。利用相位屏方法模拟大气湍流效应, 建立了弱湍流情况下高斯光束在传统无线光通信和逆向调制光通信中的传播模型, 对比分析了高斯光束在传统自由空间光通信单向链路和逆向调制光通信双向链路中大气湍流引起的闪烁指数。结果显示大气湍流对逆向调制光通信回波反射链路的影响远大于对传统自由空间光通信中单向链路的影响。还研究了孔径平均效应对逆向调制光通信中回波反射链路中闪烁指数的影响。结果表明, 对于逆向调制光通信, 大的接收孔径对于大气闪烁的抑制依然有效。
光通信 逆向调制光通信 大气湍流 猫眼 孔径平均效应 闪烁指数 optical communication modulating retro-reflector optical communication atmospheric turbulence cat-eye aperture average effect scintillation index
西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
针对室内可见光通信系统中全光通信链路不易实现的问题,设计并搭建了一种基于离焦型猫眼逆向调制方案的室内可见光单光源全双工通信系统。该系统上下行链路相互独立,克服了传统单光源双工通信系统需要收发两端配合通信的不利因素,无须增加额外的光源就可以实现全光链路的双工通信。实验结果表明:该系统可在3.0 m的通信距离条件下实现下行5.0 Mbit/s、上行2.0 kbit/s的数据传输。
光通信 可见光 逆向调制 上行链路 猫眼效应 全双工通信 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 020601
长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130022
推导了最优误码率(BER)性能对应的判决门限计算公式,并在此判决门限基础上,推导出大气湍流影响下基于自适应判决门限的逆向调制(MRR)自由空间光通信(FSOC)系统BER解析表达式,推导过程考虑了判决门限本身的干扰和探测器噪声的影响。根据所推导的表达式,仿真研究自适应判决门限参数和调制消光比对BER的影响,仿真结果表明:自适应判决门限系统BER性能优于固定判决门限17.5 dB(误码率为10
-5,弱湍流),并且当训练数据比特位数大于3时,自适应判决门限系统的BER性能与根据瞬时信道状态信息计算判决门限系统的BER性能相近。
光通信 自由空间光通信 逆向调制器 自适应判决门限 大气湍流 误码率
解放军理工大学 通信工程学院, 南京 210007
为了解决长距离逆向调制光通信系统中弱信号难以检测的难题, 将散斑检测方式用于逆向调制光通信中, 实现对逆向调制端弱小光信号抖动的检测.设计了系统方案和检测原理, 并实验完成了60 m距离上1.3 kHz数字信号的传输和330 m距离上模拟话音的传输.该检测方式简单、便宜、易于模块化, 在低速的逆向调制光通信系统中有较好的应用.
光通信 大气光通信 逆向调制 猫眼 散斑检测 Optical communications Free space optical communication Modulating retro-reflector Cat-eye Speckle measurement 光子学报
2017, 46(12): 1206003
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州215123
介绍了逆向调制空间激光通信的技术原理，概括了核心部件——空间光调制器的技术需求。重点介绍了量子阱电吸收调制器的原理、发展和系统应用，深入分析了其在应用中面临的技术挑战和瓶颈问题。回顾了最近兴起的基于微纳光学技术的空间光调制技术发展过程，并总结了高速空间光调制器的发展现状，展望了其未来发展方向和应用前景。
光通信 空间光通信 逆向调制器 空间光调制器 激光与光电子学进展
2016, 53(5): 050008
1 北华航天工业学院 材料工程学院，河北 廊坊 100065
2 西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
为了研究逆向调制器结构参数及接收距离对系统反射光特性的影响，通过建立“猫眼”目标离焦结构等效模型，采用几何光学方法对该模型进行理论分析，推导出表达反射光特性（发散半角、反射光斑半径、反射光功率密度）的相应计算公式并进行数值计算和实测实验。理论分析与实验结果表明：逆向调制器结构参数及接收距离对调制系统反射光斑半径和功率密度的影响明显且呈规律变化，减小透镜焦距、增大透镜口径、增大接收距离可以加快反射功率随离焦量变化速度，有助于改善调制效果。且一般情况下，正离焦的反射光发散半角小于负离焦的反射光发散半角。
光通信 逆向调制 离焦量 反射功率 optical communications retro-reflect modulation off-focus value reflection power 红外与激光工程
2016, 45(1): 0122002
