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。     

基于Hoyt光束指向模型的高空平台间光链路性能仿真

针对高空平台(HAP)位置不稳定特性模型,建立更符合实际的Hoyt指向误差分布模型,与理想条件下的Rayleigh指向误差分布模型比较,分析平台间光链路的差错性能。仿真结果表明,在发散角逐渐增大的条件下,Hoyt分布模型与Rayleigh分布模型的误码率(BER)曲线具有相同的变化规律;在相同发散角条件下,Hoyt分布模型的误码率低于Rayleigh分布模型;在最优发散角条件下,Hoyt分布模型误码率与Rayleigh分布模型误码率差值最大,以均方差比值因子取0.2为例,与Rayleigh分布模型相比,Hoyt分布模型的误码率减小9dB左右。     

高空平台不稳定性对HAPS通信性能影响建模与分析

 由于高空平台不可能静止驻留在空中,平台打转、摇摆等状态就会对HAPS(High Altitude Platform Stations)通信性能产生关键影响.目前的研究都处在假设平台稳定或调整波束指向能够补偿由于高空平台移动造成的剩余指向误差,存在很大的局限性,不能真实反应实际情况.本文通过建模把平台的不稳定性带来的影响反应到无线链路上,解决平台不稳定性等造成收发信号随机变化大而无法通信或通信质量差的问题.并通过仿真分析验证本文提出模型的正确性.     

高空平台无线通信系统设计

针对当前快速发展的高空平台无线通信系统,对其系统的原理、构成和技术特点进行简要介绍。在系统设计中分析了其信道模型,指出在低频段可以借鉴陆地移动通信的Okumura-Hata模型进行链路损耗预计;对空中交换体制进行了选择,提出了地空通信中抗多径衰落工程方法,抗多普勒频移的技术途径;实现了空中通信设备中信道模块、共用平台的小型化设计。对高空平台无线通信系统的发展方向进行了展望。     

空间光通信中平台振动对误码率影响的抑制

在自由空间光通信(FSO)中,通信端机所处的平台在各种随机干扰力下发生振动,使正常的通信光路发生偏移,对误码率(BER)产生影响。为了减小振动引起的误码率,提出通过控制接收端光斑形状和大小来抑制误码率,并给出利用像散来获得指定光斑的设计方法和实例。结果表明,在实际通信环境中,通过选取合适的光斑参量可以使振动引起的误码率达到最小,通过调节发射端光学天线参量可以获得指定的光斑参量。对于振动不对称的情况,接收端光斑应该选择为椭圆形。     

高空平台通信系统中切换性能受限的呼叫允许控制策略

本文分析了高空平台通信系统中利用地理位置信息的呼叫密度受限和切换间隔时间受限的CAC(Call Admission Control,CAC)策略.设计了切换性能受限的CAC策略,该策略利用地理位置信息在每次新呼叫到达时计算可能引起的切换失败的概率,并且通过设置切换性能门限来约束切换性能,在满足切换性能的同时,能够尽量提高新呼叫阻塞性能.仿真结果表明,在相同切换掉话概率门限要求情况下,与新呼叫切换时间间隔受限的CAC策略相比,改进的切换时间间隔受限的CAC策略可提升新呼叫阻塞性能13.6%以上.在实际应用过程中,可以根据当前流量自适应地改变切换间隔时间门限,达到在满足切换性能的同时最小化新呼叫阻塞概率的目的.切换性能受限的CAC策略在业务量较高的条件下能够较好地保证了系统的切换掉话性能;比其它策略具有更好的呼叫阻塞性能,比呼叫密度受限的CAC至少提升25.3%,比切换时间间隔受限的CAC策略至少提升6.5%.     

移动平台上空间光通信系统性能研究

针对移动平台空间光通信信道的大气湍流随机性强、指向误差大和链路高动态性等问题,建立适合于移动平台的大气信道模型,并进一步推导出采用脉冲调制(PPM)调制的通信系统端到端信道容量和中断概率的解析表达式。仿真分析了在大气弱湍流、中强湍流两种情况下,信噪比、系统分集、指向误差及通信距离等对通信系统中断概率的影响。结果表明,指向误差不宜超过1mrad;通信距离每增加1km,中断概率上升8~11dB。     

高空平台通信系统的最新进展

总结了高空平台通信系统在研究开发方面的最新进展，并分析了国际电联和区域组织的标准化进程．最后提出了我们对高空平台的基本观点。     

高空平台通信系统频谱划分综述

针对陆上偏远地区和海上用户日益增长的宽带无线接入和物联服务需求,高空平台通信系统作为支撑上述需求的重要依托手段,具有广阔的应用前景。频谱资源的分配对高空平台通信系统发展起着至关重要的作用。全面回顾了国际电信联盟在高空平台通信系统频谱划分方面所做的研究,特别是在国际无线电通信大会WRC-19 1.14议题下就高空平台通信系统技术与操作特性、部署场景等所做的研究,重点介绍了各关切方和我国在高空平台通信系统业务发展和频谱划分上的主要观点,并给出了WRC-19大会高空平台通信系统的频谱划分决定,对后续高空平台通信系统技术发展与产业应用具有参考和借鉴意义。     

基于云计算平台的光通信入侵信号识别系统

针对入侵信号识别系统漏识率较高,光通信网络安全受限的问题,基于云计算平台,设计了一种新的光通信入侵信号识别系统。选择CCD采集器采集信号,采用AD9240芯片作为处理器的核心处理器,利用TCD1501D型光敏阵列识别信号;通过计算光栅变动,感知光通信系统中的入侵信号频率及时域特征,采用编码-解码框架训练入侵信号集,预测传输路径,解析入侵信号的携带信息,完成光通信入侵信号识别。实验结果表明,基于云计算平台的光通信入侵信号识别系统能够较好地实现数据挖掘,降低识别系统的漏识率。     

跟瞄误差对星间光码分多址系统性能的影响

为了研究星间光CDMA(codedivisionmultipleaccess)通信系统的性能,分析了跟瞄误差对系统误码率性能的影响。考虑多用户干扰、跟瞄误差和接收机噪声,给出了该通信系统的系统模型,并数值分析了跟瞄误差为不同值时误码率随接收光功率的变化关系。结果表明,跟瞄误差较小时可以实现高码速率通信,当跟瞄误差较大时,该通信系统难以实现通信,需要采用信道编码和新的接收技术来提高通信系统的性能。     

光通信传输技术的比较分析及光通信系统建设传输制式的选择

随着时代的发展,我国的科技水平不断的提高,通信传输技术也在原来的基础上实现了大幅度的提升。毋庸置疑,通信传输技术的发展给我国通信行业的发展添加了助动力,尤其是光纤通信传输技术的应用更是提升了通信传输系统的传输速度、承载力,并为我国社会主义现代化建设做出了巨大的贡献。本文分析了光通信传输技术的比较以及光通信系统建设传输制式的选择,希望能为相关人士提供帮助。     

基于激光雷达观测数据的无线光通信系统性能研究

在分析大气衰减效应对无线光(FSO)通信性能影响 时,获取及时准确的能见度数据是关键。首先,分析了 目前获取能见度方法的不足之处,提出由激光雷达(LADAR)反演得到的数据可以更好地满足 FSO通信性能分析的 需求;其次,在介绍了利用LADAR观测数据反演水平能见度方法的基础上,以烟台1月18日典型天气为 例,获取了全天的能见度数据,并结合80%的相对湿度阈值对雾霾的转化过程进行分析 ;最后,结合 实测数据,通过设置适当的通信系统参数,对该日天气条件下的误码率(BE R)进行了实时分析,并得出雾比霾更 容易引起通信系统性能的降低。本文所得结论,将为建立实际的FSO通信链路提供 指导。     

光通信高速率调制系统设计及性能仿真测试

为了奠定未来光通信高效实行的基础,需要研究高速高质量的激光调制系统。本文在一般调制系统设计原则基础之上,从核心器件入手,选定了以DFB激光器、EAM为主的调制整体框架;之后进行了激光器周边辅助电路、调制器驱动电路以及调制器自身结构的精细化设计,形成了高速调制系统设计框图;利用光通信仿真平台Optisystem在临界调制速率1.12 Gbits、高速5 Gbits、超高速10 Gbits三种梯度下进行了该系统的性能测试。结果显示:1.12 Gbits到5 Gbits测试性能优异且稳步提升,表明该系统能够满足现阶段一般条件下的光通信高速调制需求;但10 Gbits下系统表现不够稳定,说明适应超高速条件下的调制系统还需进一步深入研究。该调制系统的设计和仿真对后续实测工作的开展具有重要指导意义。     

偏振复用QPSK相干光数字通信系统实验研究

建立了偏振复用正交相移键控(QPSK)传输及相干检测的数字通信实验系统,并分析系统的性能。40Gbit/s的偏振复用QPSK信号在单模光纤(SMF)中传输了100km;信号光与本振光在接收端进行混频并下变频,最后用数字信号处理(DSP)算法对接收信号离线处理。比较了光纤传输前后不同的光信噪比(OSNR)下的误码率(BER),实验结果表明,所使用的DSP算法能克服光纤信道对信号的主要损伤,对高速的相干检测信号进行有效的恢复。     

Adaptive Coding and Modulation for Mobile Wireless Access Via High Altitude Platforms

In this paper we are concerned with broadband wireless access via high altitude platform system, providing the Internet access and broadband multimedia services to passengers equipped with WLAN terminals connecting through a collective terminal mounted on the train. The main challenge in such scenario is the development of efficient and reliable radio interface for the broadband communication link in the mobile wireless access segment. We are focusing on performance analysis of the adaptive coding and modulation scheme in the communication link between a high altitude platform and a collective terminal on-board moving train. In order to increase the reliability of the communication system in a fading environment we also exploit space and platform diversity. The proposed approach significantly increases the throughput of the wireless access system, while bit error rate remains below the target value regardless of the considered propagation environment.Tomaz Javornik received his B.Sc., M.Sc. and Ph.D. degrees in electrical engineering from the University of Ljubljana, Slovenia, in 1987, 1990 and 1993, respectively. He joined the Jozef Stefan Institute in 1987, where he currently works as a researcher in the Department of Digital Communications and Networks. He is involved in the study of digital radio-relay systems, modulation techniques, coding, adaptive signal processing and digital mobile communication systems.Mihael Mohorcic received B.Sc., M.Sc. and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from the University of Ljubljana, Slovenia, in 1994, 1998 and 2002, respectively, and M.Phil. degree in Electrical Engineering from University of Bradford, UK, in 1998. He is a research fellow in the Department of Digital Communications and Networks at the Jozef Stefan Institute. In 1996/1997 he spent 12 months as a Visiting Scientist at University of Bradford, Bradford, UK. His research interests include development and performance evaluation of network protocols and architectures for mobile and wireless communication systems, and resource management in satellite and high altitude platforms networks with the emphasis on routing algorithms and traffic engineering. He is a member of IEEE.Ales Svigelj received his B.Sc., M.Sc. and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from the University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia, in 1997, 2000 and 2003 respectively. He is a research associate in the Department of Digital Communications and Networks at the Jozef Stefan Institute. In 2000/2001 he spent one year as a visiting researcher at Leeds Metropolitan University in Leeds, UK. He has participated in several national and international projects. His research interests concern the development of telecommunications systems, network protocols and architectures for satellite, high altitude platforms and terrestrial mobile communication systems. In 2004 he was awarded with The Jozef Stefan Golden Emblem Prize for outstanding contributions made to science in Doctoral theses in the field of natural sciences in Slovenia.Igor Ozimek received his B.Sc., M.Sc. and Ph.D. degrees in electrical engineering from the University of Ljubljana, Slovenia in 1980, 1988 and 1993, respectively. Since 1980 he has been with the Jozef Stefan Institute, Ljubljana, where he works as a researcher. His current interests include digital communications,DSP processing and computer networks.Gorazd Kandus received B.Sc., M.Sc. and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from the University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia, in 1971, 1974 and 1991, respectively. He is currently the head of the Department of Digital Communications and Networks at the Jozef Stefan Institute and a Professor at the Faculty of Electrical Engineering, Computer Science and Information Technology, University of Maribor. He spent one year at Worchester Polytechnic Institute, Worchester, MA, as a Fulbright Fellow and 5 months as a Visiting Scientist at the University of Karlsruhe, Germany. His main research interests include design and simulation of mobile and wireless communication systems and development of new telecommunication services. He is a member of IEEE and Upsilon Pi Epsilon.     

交通系统中LED光通信技术研究

针对智能交通中通过实现车辆个别指挥缓解交通拥堵目标,十字路口交通灯在信号指示同时和移动车体间采用LED光通信发布指挥命令和服务信息提高路网通行效率。该通信系统发射端采用2FSK高速调制光载波传输信息实现恒定光功率输出避免通信时交通灯亮度不均。接收端通过锁相环解调还原信息。     

基于FPGA的LVDS-光纤通信系统的实现

介绍了利用现场可编程门阵列FPGA实现低电压差分信号—光纤接口的协议透明、远距离、高速数据传输系统。通过对光纤传输手段的研究，并结合LVDs信号的可靠性，借助现场可编程门阵列的开发灵活性以及锁相环、先入先出存储器等成熟技术，快速的完成了系统的开发。结果表明：这种实现方法简单、快捷、可靠，并且可以方便地实现数据的处理，具有很强的灵活性和可扩展能力。     

基于聚合物光纤局域网系统的自由空间光通信

设计了与125 Mbps聚合物光纤局域网兼容的自由空间光通信系统,以实现楼宇间的数据通信,克服聚合物光纤传输距离较短的缺点.自由空间光通信包括发射和接收两个部分,发射部分由650 nm半导体激光器,驱动电路和准直扩束镜组成,接收部分由接收透镜和光电探测器组成.半导体激光器的调制发射功率为3 dBm,光电探测器的探测灵敏度为-27 dBm.分析了大气对光信号的衰减以及大气湍流造成的光斑抖动对通信的影响,记录了系统的信号传输波形和通信眼图.实验表明,自由空间光通信可以延长聚合物光纤局域网的通信距离,使其在实际工程中的应用更加灵活.     

船-岸无线激光通信实验

针对船载平台的特性设计了激光光束跟踪控制策略,并根据船-岸激光通信的特点,设计了155Mbit/s岸上通信终端和船载通信终端完成船-岸激光通信跟踪实验。其中船载终端x轴跟踪残差为3.5μrad(σ),y轴为6.7μrad(σ);平均接收光功率为-29.76dbm,标准差0.35dbm。岸上终端x轴跟踪残差为1.7μrad(σ),y轴为3.9μrad(σ);平均接收光功率为-28.18dbm,标准差0.26dbm。实验验证了该跟踪控制策略适用于船载激光通信。