临近空间通信网RA/DAMA协议时延性能分析

近年来,临近空间通信网络开始成为新的研究热点,但对临近空间通信网多址接入协议的研究较少,且已发表的论文仅关注固定终端。为解决移动终端对临近空间物理链路资源有效共享的问题,提出一种随机预约/按需分配多址接入协议（RA/DAMA）,运用排队理论对其平均时延公式进行了推导,并利用OPNET软件进行了仿真分析。仿真结果表明,随着网络负载的增加,网络的平均时延越来越大;相同的网络负载情况下,时帧周期越长,网络的平均时延越大,且时延性能越不稳定。     

高空平台位置不稳定性对平台间PPM调制光链路性能的影响

在建立高空平台位置不稳定性模型的基础上，推导PPM调制的光链路误符号率，分析平台位置不稳定性的三种运动方式对平台间误符号率的影响。仿真结果表明:平台转动角度对于光链路的影响最大；平台间距离的变化对于链路的影响最小。并且增加发射功率能够在一定程度上缓解平台位置不稳定性对光链路的影响；较宽的光束发散角对于HAP的不稳定性具有很好的适应性。在仿真条件下，当发散角大于20 rad时，误符号率的变化不是很明显。     

光突发交换网络中新型减小竞争冲突方案

光突发交换是下一代光网络中的有效核心交换技术之一,在光突发交换网络中数据突发的调度是影响交换性能的重要因素,如何有效地对数据突发进行合理调度,以减小丢包率正是关键问题所在.采用在波长域业务整形与边缘节点延迟调度相结合的方法对数据突发进行调度,与LAUC-VF算法进行仿真对比分析,该方法能有效地降低突发包丢失率.     

基于高空平台站通信的三状态马尔科夫信道模型

信道是设计一个通信系统需要考虑的重要因素。介绍了高空平台站通信的概况,提出了一种基于三状态马尔科夫过程的高空平台站通信信道模型。利用数值分析的方法给出了郊区和森林衰落环境下接收信号功率的概率密度函数和系统的误比特率,并与仿真结果进行了分析和比较。对于当前高空通信平台的开发和研究等方面具有重要意义。     

星上双频段多通道微波光子链路传输性能的优化研究

利用星上微波光子技术,将多个频段微波信号调 制到光域,可解决数据在星上的高 速处理和星间远距离传输等问题。当多频段微波信号进行 光学调制时,交调失真是影响星上多频段微波信号光域传输性能的重要因素。研究了星上双 频段、每个频段内2信道的微波信号光学调制方法,分别推导了Ku、Ka波段微波信号的输出 信号噪声失真比(SNDR)和无杂散动态范围(SFDR)表达式,分析了 各次谐波和各阶交调失真分量对链路性能 的影响,获得了保证链路输出SNDR最优的最佳直流偏置相位和调制系 数。利用OptiSystem软件建立了仿真模型,并进行了仿真验证。研究结果表明 ,Ku 频段中非线性交调分量包括自频段三阶交调(IMD3)分量、频段间IMD3分量 和频段间二阶交调(IMD2)分量;Ka频段中非线性交调分量包括自频段IMD3分量、Ku频段IMD2分量、Ku频段二次谐波(HD2)分量以及频段间IMD3分量。对于Ku频 段信号,当调制系数和直流偏置相位分别为0.17和0.535π时,SNDR取得最优值21.50dB;对于Ka频段信号,调制系数和直流偏置相 位分别为0.22和0.525π时,SND R取得最优值15.32dB。     

不同波长紫外光信号在高空大气通信中的性能分析

为分析高空紫外光通信性能,建立了高空太阳辐射分布模型;研究了不同波长紫外光的高空散射系数和吸收系数;考虑太阳辐射的背景光和接收端散粒噪声,对紫外光直视与非直视链路的损耗和信噪比进行了仿真分析.结果表明:在高空30 km以下,由太阳辐射产生的背景光远小于接收端散粒噪声;在7 km的高度上280 nm的信号光可实现距离为5 km、速率为10Mb/s的直视通信和距离1 km、速率50 kb/s、收发端仰角为20°的非直视通信.直视与非直视通信可以通过选择波长在“日盲区”两端的信号来减小臭氧对紫外光的吸收作用,提高信噪比;非直视通信还可以选择“日盲区”波长短的信号来增强散射效应,改善通信性能.     

一种克服色度色散影响的四倍频光毫米波信号产生方法

提出一种克服色度色散影响的四倍频光毫米波信号产生方法。该方法使用一个双驱动马赫曾德尔调制器,通过调整上、下两路射频信号的相位差、直流偏置点、调制系数以及基带信号增益,将数据信号仅调制到四倍频光毫米波信号的一个2阶边带上传输,解决了色度色散引起的码元走离问题,有效增加了传输距离。理论分析和仿真实验结果表明,信号在光纤中传输120 km后眼图仍然十分清晰,经过60 km传输后的功率代价约为0.45 dB。另外,基于频率再用技术,没有调制数据的另一个2阶边带信号还可以作为全双工光纤无线通信(RoF)系统的上行链路光载波,简化了基站配置。仿真实验结果表明,双向2.5 Gbit/s数据信号在光纤中传输40 km后,功率代价小于0.6 dB。     

基于作战机群的临近空间通信网体系结构设计

在未来空战中,为实现作战机群之间的超视距通信,提出将临近空间通信平台引入战场。首先结合作战机群战场通信的实际情况,设计了临近空间通信网的网络结构;在此基础上,参考开放系统互连体系(OSI)协议模型和数据链的通信协议模型,设计了临近空间通信网的协议结构;最后对影响临近空间通信网络作战性能的指标进行了评估,结果表明临近空间通信网体系结构的设计具有工程上的可行性。     

基于光载波抑制调制的星间微波光子下变频研究

针对卫星通信中微波信号光学处理问题,建立了星间微波光子下变频系统模型,采用两个双电极马赫-曾德尔调制器(DE-MZM)并联形式,以光载波抑制(DCS)方式实现了星间微波信号的光域放大、传输和下变频。利用贝塞尔函数展开分析了下变频系统中信号和各噪声分量,对射频本振信号功率进行了优化,仿真研究了调制器直流偏置漂移、移相器相移误差和发射光功率对系统性能的影响。结果表明,调制器直流偏置相位漂移小于5℃时输出载噪比(CNR)恶化小于0.05 dB,移相器相移误差小于5℃时输出CNR恶化小于0.02 dB,系统具有较高稳定性;当发射功率为10.48 dB时,输出CNR达31.33 dB,系统能够满足输出CNR要求。     

单光子双比特量子密钥分发量子误码分析

对基于偏振-相位混合调制的单光子双比特方案进行了分析和改进。建立了偏振态输入输出模型,从理论分析了光纤Mach-Zehnder(M-Z)干涉环对偏振态的影响,仿真分析了偏振基矢与快慢轴对准误差以及快慢轴相位差引入的偏振编码量子误码率(BER),进而推导出了偏振-相位混合调制的光子偏振态保持条件。偏振编码的量子误码率受到M-Z干涉仪的影响非常大。理论分析表明,偏振态的抖动不仅来源于光纤的折射率,还受到偏振态未对准光纤快慢轴的影响。给出了一些重要的偏振态保持条件。仿真表明当ρ和θ小于0.2rad,偏振态量子误码率小于0.015,当ρ和θ小于0.4rad时,偏振态量子误码率小于0.06。这对于单光子双比特的量子密钥系统的误码率(<11%)要求来说,2%～5%的误码率是能够接受的。