自由空间量子密码通信中量子密钥比特率研究

通过引入量子信道传输率、单光子捕获概率、检测因子和数据筛选因子,给出了自由空间量子密钥分配中量子密钥比特率的表达式.针对低轨卫星-地面站间激光链路,进行了量子密钥比特率的数值仿真研究.结果表明,在低轨卫星-地面站间进行量子密钥分配是可行的.     

认知频谱共享系统最大比例合并分集的性能分析

研究了一个认知频谱共享系统,该系统是由一个次用户发射机、一个次用户接收机和一对主用户发射机和接收机组成,次用户接收机利用最大比合并策略提高系统性能。首先分析了来自主用户发射机的干扰对频谱共享系统中断概率的影响。经过一些运算得到了中断概率确切的封闭表达式,为评价系统关键参数的联合作用提供了有效手段,如次用户接收机天线的数目、次用户最大的发射功率、干扰温度限制以及主用户发射功率等。另外,还对系统中断概率的渐近性能进行了研究,揭示了次用户系统中断概率具有饱和现象。最后,分析了该系统分集复用增益。仿真结果表明,该中断概率确切封闭表达式与Monte Carlo仿真结果非常吻合,干扰温度约束和主用户的干扰对中断概率具有显著的不利影响,增加次用户接收机的天线数目可提高系统性能。     

Gamma-Gamma大气湍流中部分相干光通信系统性能研究

部分相干光在湍流大气中传输时,可以有效抑制湍流所引起的光强闪烁效应,从而改善通信链路性能。针对Gamma-Gamma大气湍流信道模型和部分相干光的光束特性,得到了采用OOK调制方式下部分相干光通信系统的平均误码率、中断概率和平均信道容量三个性能指标的解析表达式;在此基础上,分析了光束的空间相干长度和通信距离对通信链路的性能影响。计算结果表明,在相同的大气湍流条件和传输距离下,随着部分相干光的空间相干长度的减小,系统的误码率和中断概率逐步降低,在平均信噪比为30 dB时,系统的误码率可以达到10-5,中断概率低于10-6;另外,系统的平均信道容量会随着光束相干长度的减小而增加,在信噪比等于12 dB时,平均信道容量达到3.8 b/sHz-1。分析结果为部分相干光在湍流大气中实现可靠通信提供了理论依据。     

GPS软件接收机C／A码捕获性能的研究

作为软件GPS接收机的重要组成部分之一的信号捕获系统，其性能的好坏直接影响到软件GPS接收机的工作性能指标。通过特定设计的软件测试平台，对自主研制的软件GPS接收机进行了捕获性能的测试分析，得到了捕获性能与信噪比、虚警概率等因素的关系，最后给出了实验数据和分析研究。为软件GPS接收机的开发和研制提供了重要的技术参考。     

无线光通信GPS辅助定点捕获实验研究

针对无线光通信对快速、精准的光束对准技术需求,为减小系统链路建立时间,增加捕获可靠性,提出将GPS技术应用于光通信实验系统中。以TMS320F2312为控制核心,可根据实时GPS坐标解算出需调整的方位及俯仰角,进而驱动二维转台完成初始捕获,据此进行了多次初始捕获实验。结果表明,采用GPS导航定位技术,可快速实现信标光的初始捕获,且具有较高的捕获成功概率。     

光缆有线电视系统的规划和设计

本文介绍了通过光链路损耗的计算确定分光比及光发射机和光接收机的技术要求。     

基于简易差分相干积累的高灵敏度GPS软件接收机捕获算法

典型的高灵敏度捕获技术是利用非相干积累获得高处理增益,但是非相干积累会引入平方损耗.面向GPS软件接收机高灵敏度捕获应用,提出了一种新的基于简易差分相干积累的高灵敏度捕获算法.介绍了GPS接收机的捕获原理,推导了简易差分相干积累和非相干积累检测量的统计分布,阐述了新算法虚警概率和检测概率的计算方法.实际测试表明:新算法相对于非相干积累的性能更加优越,可以在400ms内实现-192dBW的高灵敏度捕获.     

链路自适应技术在流星余迹通信中的应用

流星余迹通信具有其他通信系统无法比拟的优点,如:大跨距、抗干扰、低截获概率特性和抗毁性等特点,使得这种通信方式的应用范围越来越广泛,尤其是支援短波通信及用作卫星通信的替补手段。但是流星余迹信道又是一种典型的突发信道,通信容量小和实时性差。为了最大限度地利用短暂的流星余迹信道,人们设计了链路自适应技术。此技术能够根据信道状况自动调整发射机和接收机的参数,使得流星余迹信道资源得到最大限度的利用。     

浅谈光发射机功率的确定

1光链路的设计原则（1）光缆自身损耗，根据光发射机到各个分前端或小区的光缆长度计算出各条光缆的损耗。（2）计算出光分路器每个输出口的分光比。（3）计算每条光链路损耗。（4）确定光接收机的输入光功率。（5）根据每条光链路损耗和相应的光接收机的输入光功率，选择合适的光发射机。     

提高乡镇有线电视光链路质量指标的几点浅见

提出光链路“理论质量指标”和“实际质量指标”的概念和计算方法，分析了改变光发射机输入电平、光接收机输入光功率和调节光接收输出电平对光链路实际质量指标的影响及计算方法，同时提出了提高光链路质量指标的措施。     

WCDMA反向突发两级相关快速捕获算法

该文针对WCDMA反向随机接入信道前置同步码的多码限时捕获特点,提出了一种低复杂度的两级相关捕获电路,给出了快速捕获算法。该算法对多径信号进行联合处理,由于利用了多径信息,分析和数值结果表明该算法在多用户多径衰落环境下能获得比单径衰落时更好的捕获性能。     

光电目标快速捕获系统设计及其实验研究

在空间光通信系统中,终端平台目标光的捕获技术是通信链路建立的一项关键技术。考虑到传统的扫描捕获方式,系统捕获概率低、且耗时长,不利于通讯系统链路建立,因此提出采用GPS 进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM 网进行无线传输,进而辅助APT 系统完成目标捕获的终端技术,并建立了目标快速捕获系统。基于该系统开展了多项实验研究,结果表明:对于固定点捕获,概率可达100%;对于模拟目标运动捕获,当模拟转速增大时,捕获平均时间增大,捕获概率降低,但仍然能维持在60%之上;对于低速动态捕获,也能较好地完成系统链路建立需求。     

On a reliable data communication broadcast system

This paper describes the design and implementation of a 3 KHz band HF data broadcast communication system, using a quantized frequency modulation, adaptive lattice equalizer together with forward error correcting code (FEC) to obtain a high link reliability and low error rate. A frequency diversity approach is also used in the selection of the timely best carrier frequency, and a microcomputer is implemented into the system for automatic best carrier acquisition, data transmission and clock synchronization, with minimum operator's attention. Extensive field experiments were conducted and experimental results indicate that the system can achieve, for daytime operation, a link reliability of 87–98%, with a probability of error between 10^?4 to 10^?5, depending upon data rate (50, 75bps) and FECs used. For night time operation, the link reliability reduces to from 65–93% with a probability of error down in the order of 10^?3.     

Performance Evaluation of Access Channel Slot Acquisition in Cellular DS/CDMA Reverse Link

In this paper, we consider the acquisition performance of an IS-95 reverse link access channel slot as a function of system design parameters such as postdetection integration length and the number of access channel message block repetitions. The uncertainty region of the reverse link spreading codes compared to that of forward link is very small, since the uncertainty region of the reverse link is determined by a cell radius. Thus, the parallel acquisition technique in the reverse link is more efficient than a serial acquisition technique in terms of implementation and of acquisition time. The parallel acquisition is achieved by a bank of N parallel l/Q noncoherent correlators. The output characteristics of an l/Q noncoherent correlator are analyzed for band-limited noise and the Rayleigh fast fading channel. The detection probability is derived for multiple correct code-phase offsets and multipath fading. The probability of no message error is derived when rake combining, access channel message block combining, and Viterbi decoding are applied. Numerical results provide the acquisition performance for system design parameters such as postdetection integration length and number of access channel message block repetitions in case of a random access on a mobile station.     

Ultraviolet Single Photon Detection With Geiger-Mode 4H-SiC Avalanche Photodiodes

We report 4H-SiC avalanche photodiodes operated in Geiger mode for single photon detection at 265 nm. At room temperature, the single photon detection efficiency is 14% with a dark count probability of 1.7 x 10^-4. Since the external quantum efficiency is 21% at 265 nm, it follows that 65% of the absorbed photons are counted as avalanche events. The jitter of the photodiodes is also characterized.     

基于单光子计数激光雷达的Bayesian检测研究

在单光子计数激光雷达检测领域,目前的检测方法在低信噪比情况下虚警概率会增加,同时也无法适应噪声变化的问题。针对这些问题,提出了一种基于Bayesian的检测方法,该方法首先通过雷达方程估计回波信号光子数的范围,将其作为先验信息,而后结合二项分布建立了累计概率模型,基于Bayesian判决准则计算得到检测阈值,此阈值能够在检测概率与虚警概率中间择其平衡。这种方法不仅克服了低信噪比检测困难的情况,还减少了先验信息的获取难度。实验结果表明,对比固定阈值其虚警概率降低了10倍。对比“恒虚警”其检测概率提高了约20%。验证了方法具有良好的检测效果,具备一定的可操作性。     

Silicon planar technology for single-photon optical detectors

Design and fabrication of single photon avalanche detector (SPAD) in planar technology is reported. Device design and critical issues in the technology are discussed. Experimental test procedures are described for dark-counting rate, afterpulsing probability, photon timing resolution, and quantum detection efficiency. Low-noise detectors are obtained, with dark counting rates down to 10 c/s for devices with 10 /spl mu/m diameter, down to 1 kc/s for 50 /spl mu/m diameter. The technology is suitable for monolithic integration of SPAD detectors and associated circuits.     

Simultaneous maximum a posteriori reconstruction of attenuation andactivity distributions from emission sinograms

In order to perform attenuation correction in emission tomography an attenuation map is required. We propose a new method to compute this map directly from the emission sinogram, eliminating the transmission scan from the acquisition protocol. The problem is formulated as an optimization task where the objective function is a combination of the likelihood and an a priori probability. The latter uses a Gibbs prior distribution to encourage local smoothness and a multimodal distribution for the attenuation coefficients. Since the attenuation process is different in positron emission tomography (PET) and single photon emission tomography (SPECT), a separate algorithm for each case is derived. The method has been tested on mathematical phantoms and on a few clinical studies. For PET, good agreement was found between the images obtained with transmission measurements and those produced by the new algorithm in an abdominal study. For SPECT, promising simulation results have been obtained for nonhomogeneous attenuation due to the presence of the lungs.     

用于1 550 nm光子检测的InGaAs/InP 单光子雪崩二极管的温度相关性

在越来越多的光子计数应用中,用于近红外光波长领域的单光子探测器受到广泛关注。例如在量子信息处理、量子通信、3D激光测距（LiDAR）、时间分辨光谱等光子计数应用领域。文中设计并展示了用于探测1 550 nm波长光子的InGaAs/InP单光子雪崩二极管（SPAD）。这种SPAD 采用分离吸收、过渡、电荷和倍增区域结构 (SAGCM),在盖革模下工作时具有单光子灵敏度。SPAD的特性包括随温度范围223~293 K变化的击穿电压、暗计数率、单光子检测效率和后脉冲概率。25 μm 直径的 SPAD 显示出一定的温度相关性,击穿电压随温度的变化率约为100 mV/K。当SPAD在盖革模式下温度为223 K工作时,在暗计数率为4.1 kHz,后脉冲概率为3.29%的基础上,对1 550 nm光子实现了21%的单光子探测效率。文中还分析和讨论了SPAD温度相关性的单光子探测效率、暗计数率和后脉冲概率的来源和物理机制。这些机制分析、讨论和计算可以为SPAD的设计和制备提供更多的理论支持和依据。     

后脉冲概率的统计测量

在对单光子探测过程中后脉冲现象进行理论分析的基础上,通过实验对后脉冲概率进行了统计测量,这种方法与其它方法的不同之处在于不需要更多的实验仪器,而测量得到的实验结果与其他实验方法的不同。这里对实验条件的确定进行了分析和讨论。