高速长距离光传输系统关键技术研究与仿真实现

研究了高速长距离光传输系统中的关键技术,如光调制技术、色散补偿技术和光放大技术等,并采用CSRZ调制、色散补偿和混合放大技术等模拟了40 Gb/s和8信道的光传输系统.仿真结果表明,该系统的传输距离达到840 km,Q值达到10,满足预期要求.     

基于啁啾光纤光栅的色散均衡技术的研究

针对40 Gbps光传输系统中存在的色散问题,利用光域补偿速度快、非线性小等优点,设计了一种啁啾光纤光栅补偿系统,并在OptiSystem7.0环境中,对该系统的色散(PMD)补偿效果进行了仿真,通过性能分析表明采用啁啾光纤光栅后置补偿结构能够进行有效的色散均衡,最后还分析了入纤功率对系统性能的影响.     

40Gb/s单通道光纤传输系统研究

提出了一种比特率为40 Gb/s的单通道传输系统的设计方案,通过大量的数值仿真研究了在单波长传输系统中放大器间隔、脉冲占空比、色散补偿因子、色散补偿系数、光纤的入纤功率等参数对系统传输性能的影响,并根据这些影响关系设计了一个九段的光纤传输系统,其传输距离为928 km。仿真结果对单波长和多波长40 Gb/s光纤传输系统的设计具有指导意义。     

无线Mesh网络中AMC的改进

传统的自适应调制编码（AMC）是单纯根据信道状态自适应的选择速率进行传输。为更好的提高网络性能,提出了一种联合考虑物理层的信道状态和链路层缓冲区队列长度的改进AMC,使系统能够根据实时的信道状态和缓冲区队列长度的大小,选择最合适的速率进行传输。相比较传统的AMC方法,提出的改进AMC方法能更好的提高网络性能。通过对三节点的多跳网络进行建模,在功率与带宽联合分配算法下,得到满足时延要求的最大吞吐量。仿真结果表明提出的新方法可以在满足系统时延要求的前提下,提高网络吞吐量。     

级联光纤中色散与自相位调制的相互作用

对不同光纤色散系数、任意光纤条数、任意长度组成的多级联光传输系统,推导了由自相位调制引起的光功率传递函数,并对此进行了仿真计算。结果表明,自相位调制引起的功率变化与系统的光纤损耗、色散系数、非线性系数、调制频率等参数有关,并且随调制频率增加成波动性变化,从而证明了理论分析的正确性。     

DDO-OFDM系统性能分析

利用OptiSystem软件构建光正交频分复用(Direct-Detection Optical Orthogonal Frequency Division Multiple-xing,DDO-OFDM)系统仿真平台,并借助仿真方法分析传输速率、光纤色散、子载波数以及信号光功率等因素对直接检测光正交频分复用系统性能的影响,从而发掘出直接检测光正交频分复用系统设计参数选择的规律。研究结果表明,光正交频分复用系统中,子载波数要折衷考虑色散和带宽资源的利用率;光功率要折衷考虑信噪比和非线性效应。     

啁啾光纤光栅的色散补偿研究

在光纤传输系统中,容量的扩大、速率的提高、距离的延长都与光纤的损耗、非线性效应、色散效应密切相关。随着掺铒光纤放大器的广泛使用,损耗问题基本得到了解决。由于光纤色散能够有效地抑制四波混频、自相位调制等非线性效应,对光纤通信系统进行升级扩容的关键是解决色散问题。根据耦合模理论对均匀光纤光栅和啁啾光纤光栅的反射谱进行了数值仿真,结果表明,啁啾光纤光栅的色散补偿性能优于均匀光纤光栅。设计了用啁啾光纤光栅对10Gbps光信号传输300km进行色散补偿的仿真系统。仿真结果表明：应用啁啾光纤光栅进行色散补偿能使光纤传输系统的性能得到显著的改善。     

光OFDM系统的仿真实现

为了提高频谱资源的利用率,缓解因色度色散和偏振模色散引起的符号间干扰,引入一种新的光调制技术。通过将正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)应用于光纤通信中,构造出高速率、大容量、低成本的光传输系统。该方法与传统的光通信技术相比,具有更强的系统抗色散能力。利用OptiSystem软件构建仿真系统,分析了光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,O-OFDM)技术的抗色散性能。根据仿真结果可得出,光正交频分复用技术在高速超长距离的光纤通信中,具有很好的应用前景。     

认知网络中继位置和功率分配的研究

针对多组多播的认知无线电网络,提出了一种基于组间协作的多播组配对信息传输机制.在满足干扰约束和峰值功率约束的情况下,通过分析瑞丽衰落环境下放大转发(AF)和译码转发(DF)协作单中继系统的性能,将系统总速率作为优化目标,研究了该传输机制下中继位置和主用户位置对于系统的最优功率分配和系统吞吐量的影响.仿真结果表明:中继位置和主用户的位置对于系统性能起着关键的作用,最优功率分配方案取得相对于等功率分配方案更优的性能,采用最优功率分配时,不管是AF还是DF,当中继位于基站和目的节点连线的中点且靠近认知用户时,系统性能最优.     

联合功率分配的全双工MIMO中继最小速率优化

针对全双工多天线中继系统的端到端速率受到信道估计误差和发射机/接收机有限动态范围影响的问题,将中继端到端速率问题转换为加权总速率最优问题,提出一种联合功率分配算法．该算法通过联合优化源节点和中继节点的预编码矩阵,使系统能够根据信道状态信息联合分配源节点和中继节点的功率．仿真结果表明,联合功率分配算法相较于传统的单节点功率约束算法能够提升系统最小速率,抑制自干扰的影响．     

高精度星模拟器光机系统与支撑结构设计及其模态分析

高精度星模拟器作为高精度星敏感器地面标定系统,随着近年来我国深空光学导航技术的发展,得到了广泛的应用。光机系统作为高精度星模拟器的核心部件,其镜筒结构设计是否合理、材料选择是否正确,直接影响高精度星模拟器的标定精度。本文根据高精度星模拟器光学系统给定的光学尺寸、装调要求,建立光学系统结构的三维仿真模型,并应用有限元ANSYS软件进行模态分析,最终结果证明了光机结构设计的合理性,满足高精度星模拟器设计要求。     

一种星敏感器光机系统结构设计与杂光分析

星敏感器是航天器实现高精度测量的重要组成部分,其姿态测量精度和指向精度都可以精确到角秒级.星敏感器的灵敏度很高,外界因素容易影响星敏感器测量的精度,杂光对星敏感器高精度测量的影响程度最大.根据应用指标,进行了一种改进型卡塞格林光学系统的结构设计,并通过模拟仿真,对系统的消杂光结构进一步实现了优化设计.利用增加主遮光罩叶片外倾角度、设计消光螺纹、加遮光筒长度、加大遮光筒直径等方式,完善星敏感器光学级系统自身的消杂光能力.最后进行整个光机系统的杂散光仿真分析,验证优化设计后的星敏感器光机系统符合应用要求.     

背对背IIMDD OOFDM系统的仿真研究及分析

光正交频分复用技术具有高频谱利用率、强色散容忍性和灵活的扩展性等优势,已广泛应用于无源光网络(PON)、光载射频通信系统(ROF)及长途骨干网光纤通信系统等领域。从理论上研究了背对背光正交频分复用(OOFDM)系统,结合强度调制直接检测(IMDD),通过仿真验证了正交频分复用(OFDM) PON系统的传输性能,为实际系统设计和实用推广提供了重要参考。     

基于ARM和FPGA高速1553B总线测试系统的设计

鉴于传统的1553B总线设备传输速率低、接口单一化等不能满足实际应用需求的问题,利用Zynq-7000芯片设计一套基于嵌入式ARM控制器和FPGA的高速1553B总线测试系统.采用自顶向下的设计方法,对ARM(PS部分)、FP-GA(PL部分)分别进行设计.PS部分采取USB和以太网双接口完成跟PC机的数据通信;设计IP核实现符合1553B总线协议的编解码处理功能.通过Xilinx自带仿真工具ISE Simulator对各个模式下消息传输进行时序仿真,表明系统提高了1553B总线接口传输速度,使得总线设备与PC机通信更加方便满足实际应用.     

月球模拟器光学系统设计

针对传统的月球模拟器的辐照特性差、体型巨大、成本较高等缺点,本文应用液晶光阀技术设计了一种新型的月球模拟器,并重点对月球模拟器光学系统进行了研究。选用LCOS芯片作为模拟光源的调节器件,采用偏振分光棱镜将照明光源发出的光变为偏振光,通过控制系统对LCOS芯片的控制,利用LCOS芯片的反射特性对偏振光进行调节,实现了不同有效通光孔径的模拟,通过光学系统对LCOS反射光进行优化,将出射光调制成像质不失真的月相,可以模拟不同的月相及辐射特性。相对传统月球模拟器,采用LCOS器件的月球模拟器有效的提高了控制精度与模拟能力、减小了模拟器体积。仿真结果表明：设计的月球模拟器光学系统可以满足设计要求,并且亮度不均匀性好。     

有源频谱压缩的正交码发送参考Chirp超宽带系统

在已有发送参考脉冲超宽带系统基础上,针对拓展距离超宽带应用需求,借鉴雷达信号处理中的去斜脉冲压缩方法,提出了一种基于有源频谱压缩结构的正交码发送参考chirp超宽带系统. 数学推导和性能仿真结果表明,该系统兼具发送参考结构和chirp通信系统的优势,不需要模拟匹配滤波器件和高速模数转换器件,更有利于系统的小型化、低功耗和集成化设计.     

基于TFT-LCD的动态星模拟器光学系统设计

设计了一种视场28°、相对孔径/=1.7和焦距=60.636mm的动态星模拟器光学系统。通过分析像质,MTF数在空间频率为50lp/mm时达到了0.4,最大畸变为0.175%,此动态星模拟器的光学系统完全满足设计要求。