1 北京卫星导航中心, 北京 100094
2 电子工程学院, 合肥 230037
基于对数正态(L-N)湍流信道模型, 研究了LDPC编码大气光通信多输入多输出(FSO-MIMO)系统迭代检测算法。分析了内迭代与外迭代次数对系统性能及计算复杂度的影响, 并针对PDA检测算法复杂度高的问题, 提出了一种基于反馈阈值的M-PDA迭代检测算法。改进的算法利用译码输出的比特先验信息对发送比特进行分类, 从而降低检测复杂度, 并通过选取合适的阈值, 可以获得更好的检测性能。仿真结果表明, 实验时需要综合考虑计算复杂度和性能, 选取合适的内外迭代次数, 仿真条件下, 误码率为10-5、反馈阈值为0.7时, 可以获得0.15dB的性能增益。
大气光通信 多输入多输出 概率数据联合 迭代检测译码 optical communication multiple-input-multiple-output probabilistic data association iterative detection and decoding
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
国防科学技术大学 理学院，湖南 长沙 410073
由于大气衰减的影响，非视线散射大气光通信需要使用光学天线以提高对光信号的采集能力，进而增加通信距离。针对非视线大气光通信的需求，利用ZEMAX软件对半球透镜、复合抛物面聚光器(CPC)和卡塞格伦望远镜等光学天线进行了性能分析。分析表明：半球透镜和CPC视场较大，增益值高。利用蒙特卡罗法模拟计算了一定条件下，非视线散射光通信在有无半球透镜或CPC作光学天线时到达探测元件的能量随通信距离的变化。结果表明：CPC聚光能力更强，适合作为非视线散射光通信的光学天线。
非视线 散射大气光通信 光学天线 蒙特卡罗法 non-line-of-sight scattering atmospheric optical communication optical antenna Monte Carlo method
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
无波前传感自适应光学(AO)系统不依赖波前传感器可直接对系统性能进行优化。基于随机并行梯度下降(SPGD)算法,32单元变形镜,CCD成像器件等建立了无波前传感自适应光学系统实验平台。实验结果表明,参量选取合适时,系统对畸变波前具有较好的校正能力,但受限于较低的CCD采样频率,仅能校正静态或缓慢变化的像差。根据实验结果讨论了基于随机并行梯度下降控制算法的无波前传感自适应光学技术在大气光通信中的应用可能和应用方法,指出采用高速光电探测器件、高速数据处理及响应速度高的波前校正器与随机并行梯度下降算法相配合可用于补偿大气光通信中的大气湍流扰动。
自适应光学 随机并行梯度下降 大气光通信
1 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
2 中国科学院研究生院,北京 100039
大气光通信中大气湍流引起的相位噪声和光强起伏噪声会严重影响通信系统的通信质量,自适应光学补偿可在一定程度上解决问题。常规自适应光学技术对于解决上行链路、下行链路中的湍流扰动问题得到了理论和实验验证。强闪烁现象的存在使得常规自适应光学技术在水平链路中的应用受限,不使用波前传感器的自适应光学技术则为这一问题的解决提供了可能方案。随机并行梯度下降算法是该类自适应光学技术中一种较有应用前途的控制算法。
自适应光学 大气光通信 大气湍流 随机并行梯度下降算法 激光与光电子学进展
2007, 44(10): 61
针对强湍流信道下信号衰落的特点,分析了对数正态分布模型与K分布模型的适用范围.基于K分布模型建立大气光通信接收信号模型,并给出了自适应最优门限检测方法.采用四阶和六阶累计量对强湍流信道参量进行估计,采用二阶累计量对其它高斯噪音进行估计,得到K分布参量及高斯噪音统计量的预测值,实现自适应门限更新.基于Monte Calro算法进行仿真,给出了门限更新算法对通信系统误码率的影响,同时分析了信号采样率对估计参量偏差的影响.计算表明,在强湍流情况下,大气光通信系统的误码率性能得到极大的改善,优于基于MLSD检测的接收机.
大气光通信 大气湍流 自适应信号接收 K分布
哈尔滨工业大学,可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001
为了精确实现对空间物体的测量,提出了利用线激光、单CCD相机、小孔成像与激光面约束模型的激光线测量法.引进三维信息已知的标准阶梯块作为激光面约束的标定块;由计算机控制摄像头对实物连续拍摄和实时处理,提取激光线上的像素坐标;利用建立的模型将二维坐标转换成三维坐标,再以点云的形式重构出物体,实现三维自动测量.实践中检测系统测量精度可达到0.05mm.
大气光通信 Turbo码 MAP译码 可靠性因子
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001
利用大气闪烁的时间平滑效应,增加光电探测器曝光时间是克服大气闪烁对大气光通信的瞄准、捕获、跟踪链路影响的有效途径之一。基于科尔莫戈罗夫谱,导出了弱湍流起伏区无限平面波和球面波的大气闪烁时间平滑因子的一般表达式,并且用几何光学近似得到了在大孔径和小孔径接收情况下的时间平滑因子近似表达式。在孔径远大于菲涅耳区尺度时,平面波和球面波的时间平滑因子的近似表达式与精确表达式的误差分别小于6%和3%。分析结果表明,孔径越小,时间平滑效应越显著,并且菲涅耳区尺度对时间平滑效应影响的程度也随着孔径的增加而减弱。
大气光学 大气光通信 时间平滑 时间平滑因子 大气闪烁
燕山大学,信息科学工程学院,河北,秦皇岛,066004
针对大气光通信中湍流对接收端误码率的影响,提出利用空间分集技术,通过对多发射器、多接收器最优选择来改善信噪比,降低误码率.仿真结果表明,当湍流较强时,多发射多接收比单发射单接收对系统的性能有更明显的改善.同时表明,在对数正态分布的光信道上,最优选择的效果与在瑞利衰落的无线信道上的效果基本相同.
大气光通信 湍流 空间分集 最优选择 Atmospheric optical communication Turbulence Space diversity Optima selection
对于大气光通信来说,发射光束要通过大气,但由于大气的种种特性会引起发射信号的衰减,而且衰减作用非常显著.本文就这个问题提出一种新的设计思想:使用惯性传感器来补偿大气引起的衰减效应.最后我们通过使用一个加速计的光通信示例来导出分析结果.
捕获 跟踪和瞄准 衰减 加速计 大气光通信 ATP fade accelerometer atmosphere optical communications
