自由空间光通信技术的发展

自由空间光通信（FSO）又称无线光通信,是指以激光（MHz）为载波、自由空间为传输介质的一种通信技术。文中主要介绍了自由空间光通信的优势、特点以及应用价值,分析了自由空间光通信系统在蓝绿激光水下通信方面的应用。     

高速脉冲位置调制对SNSPD探测光子计数特性影响（特邀）

激光通信是近年深空探测领域的研究热点之一。深空激光通信采用脉冲位置调制（PPM）提升通信能量效率,并使用单光子探测器以高效地接收信号。其中,超导纳米线单光子探测器（SNSPD）被广泛认可是最优选择之一。本文分析了SNSPD的死时间和抖动特性,以及高速脉冲信号的拖尾现象,对基于PPM-SNSPD调制探测方式的深空激光通信产生的影响,并计算了SNSPD在该体系下的光子计数特性。基于分析,提出一种偏移补偿保护时隙PPM符号同步算法。相较普通的保护时隙同步算法,所提算法能有效减少PPM-SNSPD体系下的同步误差,提升系统误码率。     

光子轨道角动量在量子通信中应用的研究进展

轨道角动量是光子的量子态,具有轨道角动量的光束在光通信等领域中得到了广泛的应用,是目前国内外研究的热点方向之一,特别是轨道角动量可作为自由空间量子信息物理载体的重要选择,这将对量子通信领域带来重要的影响。介绍了光子轨道角动量的定义、产生,简要列举当前的相位、偏振编码经典的两类量子密码通信方案以作对照,以提出的光子轨道角动量密码通信方案为例,着重介绍了光子轨道角动量在量子通信中的应用研究及展望。     

应用激光进行空中与水下通信

需要与水下潜艇进行联系吗?没问题,如果双方都在水下。应用激光通信系统可以方便的进行通信(只要其中一方不在干船坞中),当从飞机或卫星上发射激光脉冲信号时,通信有效性会降低。研究人员正开发一种光学自由空间技术,使其能在昏暗的深海也能进行通信。在海水中,蓝绿可见光衰减程度最小(Jerlov最小衰减窗口)。用该光在介质之间(inter—medi-um),例如从空气到水中通信的信号衰减比其它方式(如甚低频与超低频电波通信)低80dB。     

衍射光学元件在卫星激光通信终端中的潜在应用

卫星激光通信技术是目前通信技术领域的研究热点,而光学子系统的优化设计是其重要研究方向。主要介绍了利用衍射光学元件实现卫星激光通信终端的小型化、集成化和高效化。文中首先简要介绍卫星激光通信系统的基本原理,随后介绍了衍射光学元件在卫星激光通信终端中的各种可能应用,包括光束整形和分光,光学滤波,防反射镀膜,像差和热差补偿等。给出了一个包含衍射光学元件的激光通信终端光学系统优化设计实例,相应的数值仿真结果表明:衍射光学元件与传统光学元件相比,具有明显优势。     

光通信概述

对光频电磁波在通信领域的应用作了较为系统的阐述。首先，列出了光通信技术包括的光纤通信和光自由空间通信两大内容；接着，介绍了石英玻璃和塑料光纤通信、光大气通信、光星际通信线路以及水下光通信；最后，指出信息社会的技术基础将是光子与电子技术结合而形成的光电子技术。     

水下激光通信系统研究进展

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...     

自由空间光通信技术及发展探究

自由空间光通信技术是将激光束作为传播信号,以大气为传播介质的一种新型通信技术。如今,自由空间光通信技术已经在各个领域受到广泛的应用,本文对自由空间光通信技术特点和优势进行了归纳,简要介绍了自由空间光通信技术在国外、国内的研究现状,并从应用的角度分析了自由空间光通信技术今后的研究方向和发展趋势。     

激光星间链路发展综述：现状、趋势、展望

由于激光通信在空间传输中波长短且方向性强,已成为下一代卫星通信与导航的重要手段。激光星间链路的高速率、高带宽、高安全性等特点,可以提供高质量卫星空间通信,同时其还可以提高星间测距的精度,因此,构建激光星间链路成为下一代卫星网络的研究重点之一。文中首先从技术层面介绍激光星间链路的基本组成,主要介绍了卫星激光建链模式、卫星激光信号调制模式及卫星激光载波波长三个重要技术点。从技术到现象,根据不同轨道高度和不同的任务需求,按照发射时间顺序综合调研并总结了近年来国内外典型中高轨和低轨卫星激光通信成果的发展现状与未来计划。通过调研,进一步从宏观角度分析出卫星激光通信发展标准化、兼容化、网络化和商业化四个趋势,并从微观角度总结了卫星激光终端弹性化和模块化的发展方向。最后,除了作为通讯手段,展望了星间激光链路用于卫星激光测距的良好前景。通过对激光星间链路的现状、趋势和展望的综合分析,旨在为未来激光星间链路的设计与优化提供一定的借鉴和参考,并为我国未来星间激光通信和测距技术的发展及研究提供方向参考。     

自由空间激光通信

光通信以其高带宽和高信息量的优势,不久将应用于空间通信。美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)以及很多国家的空间部正在加速开发地球轨道中自由空间激光通信技术。激光通信技术可用于轨道中卫星间的互相通信以及卫星与地面站的     

Echo-suppressor design for space communication

This letter describes the design of a differential far-end-operated halfecho suppressor to be used on telephone circuits having long propagation times. Emphasis has been placed on reducing the deterioration of the speech quality, caused by residual echo and speech chopping.     

迈向自由通信空间--无线通信技术回眸与展望

特殊的通信需求以及电磁理论、电子管、半导体乃至太空技术的进步使无线电通信技术产生并获得发展,它使通信脱离了固定线路的束缚,将人类通信带入崭新的无线电通信时代。但这一时期,无线通信多用于特殊领域,作为固定电话的补充手段。 距离产生了通信的需求,距离的增加也带来了通信方式的变革。最早的无线通信──"烽火通信"是视觉距离的通信方式;随着距离的扩大,有线通信实现了地理距离的通信;而信息交流全球化使通信距离进一步扩大,无线通信让人们实现了地球距离甚至是星球距离的通信。无线通信不只延伸了人类的通信距离,回顾百…     

空间通信中的网络可靠性分析

为研究空间通信网络的可靠性,首先介绍了空间通信环境特点及通信网络的可靠性理论基础,然后讨论了通信网络的可靠性评价指标,包括抗毁性、生存性、有效性及其计算方法。由于网络可靠性评估涉及的因素较多且相互影响,采用建立网络可靠性模型方法以研究网络部件失效及修复的情况,应用概率分析方法得到系统可靠性的数学模型,并给出了系统可靠性与节点和链路可靠性的关系,可供空间网设计参考。     

空间光通信复合轴APT系统

为克服单轴伺服系统的固有频率和带宽限制,设计了一个双轴复合APT系统.建立了快速反射镜、相机、D/A数据采集卡和速度伺服单元的传递函数,得到了该系统的传递函数的理论模型.结合MATLAB仿真,分析了动态滞后误差、平台振动误差、光斑质心检测误差、机械力矩干扰误差对APT系统精度的影响.采用现代综合算法,对快速反射镜APT...     

空间激光通信技术发展趋势分析

空间激光通信作为一种先进的通信手段,近年来发展迅速.重点分析了国际上空间激光通信技术的发展新动向,试图对国内开展相关研究提供参考和借鉴.     

自由空间激光通信关键技术研究

全面介绍了欧美发达国家和我国在自由激光通信方面的发展历史和研究现状,分析了自由空间激光通信的系统组成和关键技术,指出了自由空间激光通信的发展趋势和应用前景。     

自由空间光通信的抗干扰接收系统

根据现代战场通信保密及抗干扰的需要,提出一种新型自由空间光通信接收机模型.该接收机结合自适应调相阵列和非线性光开关技术,可以实现对光信号的波前畸变的实时矫正,提高了无线光通信系统接收机的性能,同时也具备防强激光攻击的功能.分析求解了多路光信号合束的相位匹配条件,提出了闭环锁相方法,给出了非线性定向耦合器用作光开关的理论模型和优化方法,以及降低门限功率值的方法.该系统模型能够满足战场及时保密通信的要求,并具有防备强激光攻击的功能,适合现代战场通信的需要,为现代战场通信方式提供了一种新思路.     

Hardware-accelerated design space exploration framework for communication systems

The efficient hardware implementation of signal processing algorithms requires a rigid characterization of the interdependencies between system parameters and hardware costs. Pure software simulation of bit-true implementations of algorithms with high computational complexity is prohibitive because of the excessive runtime. Therefore, we present a field-programmable gate array (FPGA) based hybrid hardware-in-the-loop design space exploration (DSE) framework combining high-level tools (e.g. MATLAB, C++) with a System-on-Chip (SoC) template mapped on FPGA-based emulation systems. This combination significantly accelerates the design process and characterization of highly optimized hardware modules. Furthermore, the approach helps to quantify the interdependencies between system parameters and hardware costs. The achievable emulation speedup using bit-true hardware modules is a key enabling the optimization of complex signal processing systems using Monte Carlo approaches which are infeasible for pure software simulation due to the large required stimuli sets. The framework supports a divide-and-conquer approach through a flexible partitioning of complex algorithms across the system resources on different layers of abstraction. This facilitates to efficiently split the design process among different teams. The presented framework comprises a generic state of the art SoC infrastructure template, a transparent communication layer including MATLAB and hardware interfaces, module wrappers and DSE facilities. The hardware template is synthesizable for a variety of FPGA-based platforms. Implementation and DSE results for two case studies from the different application fields of synthetic aperture radar image processing and interference alignment in communication systems are presented.     

自由空间激光通信捕获控制系统

为了完成快速高概率的捕获,设计并构建了自由空间激光通信捕获控制系统,主要由主控计算机、GPS/INS捷联导航系统、数传电台和控制软件等部分组成.主控计算机采用嵌入式操作系统Windows CE,控制系统采用多线程同步技术和事件驱动方式处理多个通信串口的数据,减少了处理数据的延迟时间;同时,系统采用快速高精度指向算法,实现高精度的粗对准;使用复合光栅螺旋扫描方式和可对速度补偿的捕获算法,减少了捕获时间,提高了捕获概率.基于野外试验数据对捕获控制系统性能进行分析评估.结果表明,系统指向误差小于1°,捕获时间小于30 s.目前,该系统已经研制完成并投入使用,效果良好.     

多域协同空间应急通信网络体系探讨

空间应急通信指出现突发性紧急情况时,综合利用各种空间通信资源,保障救援等紧急通信所需的暂时、快速的通信方法和手段。近年发生的重大灾害事故,也暴露出国内应急通信网络的薄弱环节,突显其对抗灾救险的重要性。空间应急通信核心是多域多模应急通信网络的快速可靠通信,并获最大可靠功率、频谱等空间无线传输效率及实现紧急状况下多模无线设备互通。文中介绍和分析了空间应急通信的现状和特点,提出了空地多域协同空间应急通信网络的体系结构、设计准则及关键技术,并探讨了其发展趋势。