星载宽带跨频段微波光子射频通道实现技术研究

目前基于微波技术的射频通道带宽与频率受限、多频率变频能力受限、通用性差,严重制约了高通量卫星的频谱覆盖范围和大带宽多路变频能力.针对这一问题,本文在对微波光子射频通道研究现状对比分析的基础上,提出基于并联型架构的宽带跨频段微波光子射频通道实现方法,开展了相应的仿真分析及实验验证.测试结果表明：该射频通道下变频输入频率可覆盖27 GHz～52 GHz,输出频率可覆盖17 GHz～24 GHz;上变频输入频率可覆盖25 GHz～27 GHz,输出频率可覆盖37 GHz～43 GHz,且该射频通道工作带宽优于2 GHz,带内平坦度优于3 d B,变频增益优于-10 d B,无杂散动态范围优于100 d B?Hz^2/3.     

基于IEEE802.11的星间链路最短接入时延退避算法

为满足空间信息网络低轨卫星用户多址接入骨干中继卫星的访问需求,基于IEEE 802.11机制,提出最短接入时延退避算法（Delay-Optimal Backoff,DOB）,可解决大时空尺度条件下,传统二进制退避算法（Binary Exponential Backoff,BEB）造成的网络平均接入时延高和吞吐量低的问题.根据用户卫星与中继卫星的相对位置特性,设定中继卫星通信窗口,利用通信窗口内不同用户卫星数量时用户接入时延与平均接入请求概率的变化关系,确定最短接入时延条件下用户平均接入请求概率,实现动态调整碰撞窗口大小.研究结果表明,该算法使网络接入时延较BEB算法平均降低了10s,饱和吞吐量提升一倍,归一化业务量阈值比BEB算法增加至0.6,网络多址接入性能显著提高.     

相位偏移和分束比对八倍频光毫米波产生及传输的影响分析

相位偏移和分束比极大地影响了产生光毫米波信号的边带抑制比以及光纤无线(ROF)系统的BER。针对串联两个马赫-曾德尔调制器产生八倍频光毫米波信号的方案,利用贝塞耳级数展开的方法,推导了相位偏移和分束比影响下,光毫米波信号的严格通用解析解,当分束比偏离0.001,相位偏移1°时,边带抑制比可达35.9 dB,能够忽略谐波分量的影响。仿真结果表明,在BER=10-10的条件下,当八倍频光毫米波信号背靠背传输时,分束比偏离0.001和相位偏移1°的功率代价仅为0.001dB,经20 km标准单模光纤传输后的功率代价为0.145 dB,系统性能良好。     

微波光子在高通量通信卫星中的探索及初步应用（特邀）

高通量卫星是新一代宽带通信卫星的重要发展和应用方向，我国高通量卫星在国内与周边国家的市场需求旺盛，发展潜力巨大。文中介绍了高通量卫星的技术特点、国外发展动态和后续发展需求，以及国内高通量卫星最近进展。探索了微波光子在高通量通信卫星中的应用及国外微波光子在高通量通信卫星中的研究进展。研究了一种基于微波光子技术的宽带柔性高通量通信卫星载荷方案，验证了微波光子应用于高通量通信卫星的可行性和有效性。最后给出了基于微波光子技术的高通量通信卫星发展建议。     

空间光CDMA系统研究

阐述了光CDMA技术的通信原理及其特点,介绍了光CDMA技术应用在空间光通信中的重要性。提出了空间光CDMA系统方案,详细分析了系统中地址码的构造、编解码器的准直、多用户检测、光束准直等关键技术。     

Analysis of error performance for Turbo coded pulse position width modulation

To lower the bit error rate （BER） of the pulse position width modulation （PPM＋PWM）, which is the improved scheme of the pulse position modulation （PPM）, correcting coding technique is necessary. After setting up the analytic model, the Turbo decoder and iterative algorithm for PPM＋PWM are studied, and the system error performance ofuncoded and Turbo coded PPM＋PWM under the Gaussian channel is simulated and analyzed, as well as the effects of the number of iterations and frame size on the bit error rate. The results show that the introduction of Turbo code can get the encoding gain of 4.0-6.9dB, which improves the error performance of system effectively and has advantage in military communications.     

BCH码对自由空间OCDMA系统性能的改善

基于自由空间的信道特性,提出用BCH信道编码来改善自由空间OCDMA系统性能.考虑系统中存在多用户干扰、背景光噪声以及APD接收机噪声的情况下,分析了基于多波长二维光正交码的同步OCDMA系统BCH编码前后的误码率公式,并对采用不同BCH码的系统误码率性能进行了计算机仿真.仿真结果表明,BCH码在降低系统编解码器的复杂度的同时能够有效地增加系统同时容纳的用户数,有效地降低系统对接收光功率的要求.     

W-OCDMA系统MPC／OOC二维码的构造及实现

基于光正交跳频码构造原理，分别用改进素数码和光正交码为时域扩频模式和频域跳频模式，并构造了适用于无线光码分多址系统的调整数码／光正交码二维组合码。和现有二维码相比，该组合码容量大，通过有规律的分组，每组内码字具有良好的相关性，同时组内具有较大的码容量。该构造方式易于实现，对构造实例设计了可调谐光纤布拉格光栅编解码器。     

二维大气无线光码分多址通信系统

在无线光通信系统中采用光码分多址(OCDMA)技术,可以充分利用其丰富带宽,提高系统性能。考虑背景光噪声、探测器噪声、多用户干扰和大气闪烁等影响因素,给出了二维无线光码分多址(2D-WOCDMA)系统模型,在该模型中采用了脉冲位置调制(PPM)和光纤布拉格光栅(FBG)编解码器。通过数值分析,详细讨论了该无线光通信系统的性能。结果表明,大气闪烁是影响二维无线光码分多址通信系统性能的重要因素,当其对数方差较大时,系统难以实现通信,需要采用诸如多用户检测、信道编码及阵列接收等技术提高系统的性能;二维无线光码分多址通信系统适合采用1550 nm波段;该通信系统还受背景光、雪崩光电二极管(APD)增益和调制消光比等因素的影响。     

无线光CDMA接入网的网络吞吐量研究

根据无线光通信和无线接入技术的特点,给出了无线光CDMA接入网的分槽ALOHA-CDMA协议,并分析了无线光CDMA接入网的吞吐量性能。在考虑多用户干扰、背景光噪声、接收机噪声等多种干扰噪声的条件下,给出了无线光CDMA接入网的网络吞吐量数学模型,并采用光正交码OOC作为地址码,分析了基于此MAC协议的无线光CDMA接入网的网络吞吐量。数值计算结果表明,分槽ALOHA-CDMA协议可以具有较高的网络吞吐量。此外,通过减小分组长度或增大光地址码的码长,可进一步提高网络的吞吐能力。