曾凤娇 1,2,3杨康建 1,2,3晏旭 1,2,3赵孟孟 1,2,3[ ... ]文良华 1,2,3,4
1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
4 宜宾学院物理与电子工程学院，四川 宜宾 644600
由于各国愈发重视海洋安全和领土安全问题，水下激光通信发挥着越来越重要的作用。在复杂的海洋环境中实现信息高速和安全的传输是水下激光通信亟待研究的课题。梳理了国内外水下激光通信系统的发展历程，总结了系统的技术优势，给出了通信原理，分析了影响系统性能的关键技术。最后指出未来的水下激光通信系统将具有更高的通信速率、更低的误码率、更远的通信距离、更大的容量、更小的功耗和更小的体积等优点，并从点对点通信发展到组网式通信。
光通信 水下激光通信 通信速率 误码率 通信距离 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0300002
重庆理工大学电气与电子工程学院, 重庆 400054
针对多输入多输出自由空间光通信系统中误码扩散的问题,提出一种卢比变换码与奇偶检验码级联的级联码方案,该方案通过在卢比变换编码包后增加一位校验元来定位并删除其中错误的编码包,同时仿真比较卢比变换码与级联码的性能。在不同多输入多输出组数和通信距离的系统下对级联码进行仿真验证,模拟不同大气湍流强度信道。仿真结果表明:译码开销不超过0.5时,级联码可提升译码成功率;在相同湍流环境下,相比于天线个数为2×2的系统,天线个数为3×3的系统大约有3 dB的编码增益,且采用级联码后,当误码率为10
-5左右时,编码增益提升范围为0.5 dB~2 dB;在强湍流环境下,当天线个数相同时,随着通信距离的增大,相比于卢比变换码,级联码仍有一定的编码增益优势。
光通信 级联码 多输入多输出自由空间光通信 误码扩散 误码率 通信距离
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了快速评估水下激光通信系统的最大通信距离，提出了一种半解析的方法。对于给定的水下光学信道，仅仅需要进行两次仿真就可以获得系统的最大通信距离。即使系统参数改变，也不再需要进行额外仿真。根据水下光学信道参数，通过简单的数学运算获得了两个参考距离。并针对每个参考距离各进行了一次仿真。最后根据理论分析和仿真结果，推导出了最大通信距离的计算公式。为了验证该计算方法的有效性，将计算结果与实验结果进行了对比。对比结果表明两者吻合得很好，故所提出的半解析方法的有效性得以证实。
光通信 水下激光通信 半解析方法 最大通信距离 蒙特卡罗法
针对存在通信约束的多无人机协同航路规划问题，在考虑多无人机同时到达目标点和避免相互碰撞的条件下，使用改进的A*算法规划出多无人机飞行的原始航路; 通过不断计算和比较无人机间的距离来限制无人机的飞行，使无人机之间的距离始终保持在允许通信距离范围内; 通过减小最大允许通信距离和增大最小安全距离来消除通信时间延迟对协同航路规划的影响，从而建立了存在通信距离限制和通信时间延迟条件下的多无人机协同航路规划算法。仿真结果验证了该算法的有效性。
多无人机 航路规划 通信距离约束 通信时间延迟 改进A*算法 multi-UAV path planning communication distance constraints communication time delay improved A* algorithm
西安工业大学 光电工程学院,陕西 西安710032
天幕靶是一种用来探测飞行目标到达空间某一预定位置时刻的光电设备。在靶场测试领域中,随着测试技术的日益网络化,一种具有网络接入功能的天幕靶信号处理装置,保证了更大测试系统的正常运转。基于ZigBee自组网以及无线控制原理,提出了一种网络接入设计方案,详细介绍了ZigBee原理以及软件设计方案,设计出一种天幕靶信号处理装置。分析结果表明:天幕靶信号处理装置的设计可以实现200 m的通信距离,接入点可达到16个,同时无线网络的接入使得其测试精度达到0.5 μs,并且可以远程监控各个设备的运行状态。
ZigBee无线通信 通信距离 自组网 ZigBee wireless communication communication distance networking oneself
长春理工大学 空间光电技术研究所 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 长春 130022
介绍了紫外光大气传输理论和非直视单散射模型.在此模型基础上, 针对紫外光通信系统的结构设计对信道能量损耗的影响进行了理论上的定性分析.对不同天气、不同通信模式、不同几何结构参量条件下, 大气信道所产生的能量损耗进行了定量仿真.仿真结果表明：能量衰减随通信距离的增加而增大；不同能见度条件下, 能量衰减随通信距离的递增程度不同, 能见度越高能量衰减越小, 可实现的通信距离越远；通信距离随发射仰角的减小而增加, 随接收仰角的减小而增加, 且发射仰角对通信距离的影响程度大于接收仰角；通信距离随发射束散角的增加而增加, 随接收视场角的减小而增加, 且接收视场角对通信距离的影响程度远大于发射束散角.
光通信 紫外光 大气信道 能量衰减 通信距离 Optical communications Ultraviolet Atmospheric channel Transmission loss Communication distance
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
光通信具有设备体积小、重量轻等优点, 为了保证长距离通信的顺畅进行, 需要对发射功率进行安全系数较高的计算。分析了发射功率、光束发散角和接收灵敏度对系统通信距离与性能的限制。针对光通信中发射功率计算提出了一种安全系数更高的计算公式, 计算公式表明需要求出最小探测功率, 当通信所要求的误码率确定时, 探测器所需最小探测功率可以通过信噪比与接收器所需最小探测功率的关系计算得出, 在实际通信系统中, 探测灵敏度可以测出, 实际通信系统的透过率也可以测出, 探测器所需最小探测功率也可以通过检测得出, 通过实践验证两者结果吻合, 从而验证了发射功率计算公式的可行性。通过计算公式对安全系数最大情况下所能达到的通信距离进行了模拟验证。
光通信 发射功率 最小探测功率 安全系数 通信距离
华中科技大学,光电子工程系,湖北,武汉,430074
激光大气通信技术由于具有宽带大容量、低成本、无需频率许可等优点,近几年来作为一种新的宽带无线接入方式受到人们的广泛关注.激光大气通信距离受多种因素的制约,通常仅数公里.本文在建立激光大气通信系统数学模型的基础上,分析了激光束发散角、大气衰减、激光发射功率以及探测器灵敏度对通信距离的影响,结果显示较窄的光束发散角、较高的探测器灵敏度有利于通信距离的延长,而通过提高激光发射功率来延长通信距离的办法不可取,从而为系统设计提供参考依据.
激光大气通信 通信距离 损耗
