无线光通信

摘要： 为了深入研究大气湍流对光传播的影响,以大气湍流波前畸变理论和光学成像原理为基础,利用Zernike多项式展开法进行了大气湍流畸变相位图及光强图的数值模拟,数值模拟值与残差的理论值一致。设置不同的输入参数模拟各种不同大气湍流强度下的畸变相位图、光强图和Zernike系数,在基于深度学习的自适应光学系统中进行了相关测试,获得了较好的校正效果。

摘要： 调制解调是提高无线光通信传输效率的关键技术,不同的调制方式其性能也有所不同。类脉冲位置调制是指脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)及其组合以及由此演变而成的各种脉冲位置调制方式。本文总结了国内外类脉冲位置调制的研究进展,同时介绍了西安理工大学在类脉冲位置调制方面所做的工作,主要对开关键控、脉冲位置调制、多脉冲位置调制、差分脉冲位置调制、重叠脉冲位置调制、双宽脉冲位置调制、双幅度脉冲位置调制、数字脉冲间隔调制、双头脉冲间隔调制、双脉冲间隔调制、双幅度脉冲间隔调制、定长数字脉冲间隔调制、定长双幅度脉冲间隔调制、缩短脉冲位置调制和分离双脉冲位置调制等调制方式在符号结构、带宽需求、平均发射功率、误时隙率和平均信道容量等方面的性能做了分析比较。最后展望了无线光通信的发展方向。

摘要： 大气湍流对无线光通信系统的影响不可忽视,为了更准确地反映实验室模拟多输入、多输出(MIMO)大气湍流信道的实际特征,提出了一种利用相位屏来模拟MIMO大气湍流信道的方法,并针对基于液晶空间光调制器(LC-SLM)的液晶调制法展开研究,通过实验验证该方法的可行性。实验结果表明:通过相位屏模拟MIMO大气湍流信道的激光光斑发生不同程度的畸变,湍流环境下两路激光发射系统比单路发射激光系统功率稳定性好,在前向纠错误差极限(3.8×10^(−3))下,单个发射单个接收系统的链路代价为10.5 dB,2个发射2个接收的MIMO系统的链路代价为9.3 dB。该项研究对于实验室模拟MIMO大气湍流信道实验方法提供一种新思路。

摘要： 目前,世界各国军队在执行外场任务时以无线通信为主,以有线通信为辅。传统无线通信手段存在传输速率低、抗干扰能力弱、安全保密性差等缺点;无线光通信则存在聚焦对准难,传输距离受天气、空气、地形等环境因素限制的缺点。而无线光传输中继技术通过采用北斗定位自动扫描对准、无人机搭载、路由交换中继等技术,可以有效解决以上问题。

摘要： 针对空间脉冲位置调制系统中采用最大似然检测算法时存在计算复杂度高的问题,依据空间脉冲位置调制信号矩阵的特点,提出了一种基于K均值聚类的分步分类检测算法。首先,采用基于信号向量检测算法完成训练样本中光源索引号的检测,利用K均值聚类算法对训练样本进行离线训练得到其质心与调制符号间的映射关系。然后,以该映射关系为准则完成在线调制符号的实时检测,以穷搜索方式检测出光源索引号。最后,采用蒙特卡罗方法研究了聚类数目、初始化次数等关键参数对系统误比特率性能的影响。仿真结果表明,所提算法能够取得近似最大似然算法的误比特率性能,同时大幅度降低了信号检测的计算复杂度。与线性译码算法相比,所提算法还可适用于探测器数目小于光源数目的通信场景。

摘要： 与直接探测相比,相干探测具有响应速度快、检测灵敏度高和滤波性能好等优点,是提高无线光通信系统接收灵敏度的关键技术。总结了国内外在无线光通信系统相干探测领域的研究进展,同时介绍了西安理工大学在相干探测技术方面的研究工作,主要包括与无线光相干通信有关的大气湍流抑制、到达角起伏、振幅起伏、信道噪声、光信号偏振、本振光功率和光源线宽等因素对相干探测系统性能的影响以及副载波调制非光域外差探测系统在理想信道和非理想信道的性能分析。最后,对无线光相干通信系统的发展方向进行了展望。

摘要： 无线光通信具有频谱免授权、电磁兼容性好等许多与射频无线通信截然不同的优良性质,使其有望成为未来物联网差异化发展的重要技术驱动力。首先,从无线光通信的光源和光学器件出发,介绍了其基本原理和限制;接着,从信道建模、信号调制、阵列通信和高精度定位等角度探讨了无线光通信的若干关键技术;在此基础上,依据下一代物联网对峰值速率、感知精度、能量传输和安全保密等技术指标的需求,分析了无线光通信如何使能下一代物联网;最后进行了总结。

摘要： 无线光通信的信道环境复杂,易受雨、雪、雾等自然现象的影响,通常采用信道编码的方式纠正信道噪声引起的误码,信道编码有里德−所罗门(RS,Reed-Solomon)码、Turbo码、低密度奇偶校验(LDPC,low density parity check)码和极化码等多种类型。梳理了纠错码的发展脉络,总结了纠错码用于无线光通信的研究进展并进行对比分析,在此基础上介绍了西安理工大学在该领域的理论和实验研究进展,比较分析了RS码、Turbo码、LDPC码在雨、雪、雾环境下的纠错特性。最后,指出了该领域未来可能的研究方向和挑战,为相关领域未来的发展和研究提供参考。

摘要： 无线光通信是指以光波作为载体在自由空间中传递信息的技术,具有带宽高、成本低和安全性高等优点。捕获、瞄准和跟踪(acquisition,pointing and tracking,APT)系统是建立无线光通信系统的前提,简单、可靠、动态性能好的APT系统可以克服由机械平台震动及外界环境变化对无线光通信系统的影响。因此,需要对APT系统进行较为深入的理论和实验研究,从而设计出一种适合无线光通信的捕获、瞄准和跟踪方法。本文分析了国内外在捕获、瞄准、跟踪方面的研究成果,同时介绍了西安理工大学在自动瞄准方面所做的工作,主要包括初始捕获系统、非共视轴控制系统、光束检测系统等方面的进展,以及1.3 km、5.2 km、10.2 km、100 km距离链路的外场实验,验证了APT系统的有效性。最后展望了无线光通信中APT的发展。

摘要： 基于科技的持续发展和时代的不断进步,我国通信领域取得了较大的成就。作为一种新的宽带技术,无线光通信技术能够实现自由空间的光通信,从而有效地打破了以往有线通信受到的区域或空间制约。无线光通信技术满足了现代化网络通信与移动设备传输信号的需要,从而深入地推动了我国通信领域的进步和发展。为此,文章主要分析了无线光通信系统的组成、优势和缺陷、无线光通信的传输技术和接入技术以及无线光通信的传输、接入需要注意的问题。

摘要： 随着无线光传输技术的发展进步,空间光通信技术逐渐成熟,利用无线光通信大容量、高速率和无电磁辐射的特征实现全覆盖的数据链路网络,支持高带宽、低延迟地传输高清数字电视信号,为高清数字电视直播传送提供了一种新的选择.

摘要： 无线光通信开拓不同光波段,实现基于光载波的无线通信,具有大带宽、精准定位和免电磁干扰等巨大优势,满足室内外无线局域网络、定位导航、射频受限场景通信需求.本文总结世界范围无线光通信的研究现状,指出有待解决的技术问题,并展望未来发展趋势.可见光通信的研究在世界范围处于起步阶段，在技术方面还有许多问题尚未解决。在器件层面，如何优化现有LED器件达到照明通信一体化，集成LED驱动电源与通信模块，并设计出兼顾照明通信的光学系统;从信号调制编码和通信协议方面如何提高通信链路的传输速率，有效解决上行链路、多光源干扰抑制和小区移动切换;在系统和网络层面，如何将多维系统资源在多用户间进行最优分配，取得系统容量的最大化。另外，要使得可见光通信技术真正得到推广应用，还需要有效的照明通信网络协议，与外部数据接口技术，以及与电力线通信和多种无线通信网络融合技术。

摘要： 无线光通信不占用频谱资源,不受地形影响,机动性好,抗干扰能力强,保密性好,是复杂电磁环境下的重要通信手段.本文介绍了无线光通信的性能特点,分析了大气信道的影响,论述了无线光通信在光缆"抢代通"应用中的组织使用方式.在通信技术发展极其迅速的背景下，人们对无线光通信的研究也会越来越深入，对一些相应技术的解决将会给无线光通信带来更加广‘阔的应用空间。从应用上来说，国防通信比民用通信需要更高的可靠性和有效性。无线光通信突出的高速率、良好的保密性能和抗干扰性能将会使得它在未来的军事通信手段中占据重要位置。

摘要： 本文回顾了国内外无线光通信研究的现状，着重介绍西安理工大学在无线光通信领域的研究工作。介绍了无线激光通信端机的结构及设计要点。讨论了类脉冲位置调制的编码格式、信道容量、误码率以及硬件实现;然后介绍了RS码、Turbo码和LDPC码的编码原理，对各种天气下纠错码的性能进行了仿真分析。通过长期实际环境的测试，对比分析了加入纠错码对通信系统性能的改善。测试结果表明:即使在最差的天气条件下，加入纠错码后误码率也可以优于10-6。以雨衰减为例，通过数值计算分析了不同降雨情况下激光信号的衰减，与实测结果相当一致。rn 文章讨论了无线光多输入多输出系统的空时编码方法，对几种典型的空时编码方法、信道容量以及误码率特性进行了分析;研究了无线光正交频分复用传输，对涉及到的信道资源分配、峰均比功率控制及编码等问题进行了研究。可见光通信用于解决一些特殊场合的通信问题。与射频通信相比，可见光通信具有无电磁干扰优点，因此可以应用于飞机机舱、医院等电磁受限的环境。研究了LED的发光模型，对采用可见光组成的局域网进行了仿真研究;讨论了光源布局对系统性能的影响，对其信道特性进行了分析。紫外光通信用于近距离非直视通信，可克服障碍物的阻隔。研究了紫外光在大气环境中的传输模型。提出利用自组织网络扩大紫外光通信的覆盖范围，对系统的吞吐量、误码率、平均中断概率等进行了分析。分析了副载波调制的特性，对副载波调制的信道容量、误码率、中断概率进行了讨论，提出将同态滤波用于抑制大气湍流的影响。最后指出了无线光通信亟待解决的若干问题。大气湍流对激光通信的影响将是人们今后重点关注的研究方向。

摘要： 近年来移动通信技术飞速发展并加快推进了全球信息化进程,但其面临着系统容量瓶颈和覆盖盲区两大难题.挖掘新的频谱资源和开发新一代通信技术已成当务之急.绿色无污染能源和节能已成为热门话题.基于未来广泛布设的LED照明或显示设施实现短距离无线光通信将成为解决上述难题的途径之一.基于LED的可见光通信可广泛应用于移动终端的网络高速接入,定位导航/导购,智能家居,智能交通网等.另外在各色光谱内小型化紫外光发射和检测器件不断成熟.独特的太阳盲和大气散射特性导致的系统高信噪比和极宽松的非可视距通信使得紫外光通信突破了传统的光通信需精密对准的瓶颈,因此具有很高的理论价值和广阔的室外应用前景,包括水下、地面、大气、深空.本文将侧重于可见光和紫外光波段频谱资源的开发,围绕短距离无线光通信的显著特点、现状及应用远景展开讨论,重点介绍世界范围相关器件、信号在复杂场景下的传输检测、通信理论与方法、通信性能综合评估、通信协议和网络技术等方面的进展,以及清华无线光信息系统实验室在相关领域所做的理论和实验工作.

摘要： 无线光通信(FSO，Free Space Opticalcommunication)是光纤通信与无线通信相结合的产物。它是以大气为媒质，通过激光或光脉冲在太赫兹(THE)光谱范围内传送分组数据的通信系统。本文通过比较它和微波、卫星通信及光纤通信(SDH)的优缺点，阐述了无线光通信(FSO)在地震等自然灾害发生时所能发挥的优势。对通信行业来说，今后在这一领域应给予更多关注。

摘要： 无线光通信是一种宽带无线技术，以空气为介质通过激光或光脉冲实现无线通信，具有架设方便、传输速率高、安全性能高、抗电磁干扰能力强等优点。利用无线光通信技术这些优点，可以在不架设新光缆的情况下，完成智能电网配用电侧通信系统建设“最后一千米”的高速接入，从而大大提高现有小区智能电网化改造的速度，有效支持了智能电网的发展。

摘要： 随着科技的发展,无线光通信因其宽频谱、无电磁干扰等特点已成为一种具有广泛应用前景的通信技术.无线光信息隐蔽传输技术采用无线光作为信息传输的载体,其具有的新颖性、隐蔽性、不易检测等特点将对国家信息安全造成巨大威胁.本文首先阐述了无线光通信中红外和可见光监听技术的国内外研究现状,随后对无线光监听技术原理进行了分析,最后针对无线光监听带来的信息安全隐患,提出相关部门应增强信息安全管理、使用无线光监听检测仪器做好防范.

摘要： 大气信道对光强调制直接检测的无线光通信系统存在乘性噪声的影响.本文以无线光通信中的副载波调制技术为背景,研究了光强调制QPSK信号的循环自相关和循环谱密度函数,并与实际测得的信号的循环谱对比分析.结果表明,加性高斯白噪对循环谱的影响集中在循环频率为零处,而大气信道引入的乘性噪声在循环谱上的特定频点分布,因此大气信道引入的乘性噪声与加性高斯白噪有本质的区别:该乘性噪声具有循环稳定性,并且是单频点的有色噪声.

摘要： 传统的接入技术工作频带窄,与传输网之间存在着严重的带宽不匹配。无线光通信以其高带宽、低成本、便于安装等优势成为一种具有竞争力的宽带接入方式。本文通过分析无线光通信的原理及其系统各模块的特点,结合传统接入网的实际情况,设计了一种基于无线光通信的接入网结构，论述了无线光接入网各模块的功能,分析了大气信道对无线光接入性能的影响并进行仿真。

摘要： 一种光学无线单元，包括：光循环器，由光循环器的第一端口接收光信号；光准直器，耦接于光循环器的第二端口，接收光信号传送至空气中，形成第一自由空间无线光信号；透镜，耦接于光准直器与光循环器的第三端口，透镜接收第二自由空间无线光信号并聚焦到光准直器；第一自由空间无线光信号的波长为λ0，第二自由空间无线光信号的波长为λN，其中，N为正整数。

摘要： 本公开提供了一种无线光通信方法及系统，包括：使用无线光通信系统进行空间光通信，第一无线光通信装置向第二无线光通信装置发送混合光信号时，当至少一个第三无线光通信装置接收到混合光信号之后，至少一个第三无线光通信装置基于混合光信号中的第二无线光通信装置的位置信息、第二无线光通信装置的接收天线的姿态信息对至少一个第三无线光通信装置的载波激光强度以及至少一个第三无线光通信装置的发射天线的姿态信息进行调整，生成调整后的载波激光强度以及调整后的发射天线的姿态信息；以及将由混合光信号中解调制出的多个解调制数据包加载到载波激光强度被调整后的载波激光信号上，经由姿态信息被调整后的发射天线发送给第二无线光通信装置。

摘要： 本发明公开了一种无线光通信控制装置，包括：千兆以太网接口PTN GE接口、信号选择器、系统控制模块、信号整形缓冲器以及光驱动模块，其中，所述PTN GE接口，用于将接收到的光信号转换为电信号；所述信号选择器，用于接收所述PTN GE接口转换得到的电信号，并根据所述系统控制模块提供的控制信号进行信号选择，并将所述电信号发送至所述光驱动模块；所述系统控制模块，用于生成控制信号提供给所述信号选择器；所述信号整形缓冲器，用于接收所述信号选择器选择的电信号，并将所述选择的电信号整形后发送给所述光驱动模块；所述光驱动模块，用于将所述信号整形缓冲器发送的电信号转换为光信号发送到空间。

摘要： 一种水下无线光通信发射终端、光通信接收终端以及一种水下无线光通信装置、方法。所述构建方法为：发射终端利用编码调制单元完成信息的编码，经过数模转换D/A单元将数字信号转换为模拟信号，通过光源驱动将编码后的信息加载到通信发射光源上，光学透镜对光束进行整形汇聚后发射；接收终端接收天线将接收的光通信光束汇聚，并经过窄带滤光片汇聚在APD光电探测器的有效光敏面上，APD光电探测器将接收到的通信光信号转换为电信号，经过信号放大器放大，放大后的电信号由编码解调单元进行数据恢复，恢复后的数据由模数转换A/D单元将模拟信号转换为数字信号，在经过接收端通信接口传输至接收终端的总控上位机；实现发射终端和接收终端通信链路的建立。

摘要： 一种无线光通信网络包括被建立用于使用无线光信号进行无线光通信的基站，并且包括相对于基站可移动的参与者装置，所述参与者装置包括被建立用于无线光通信的通信装置。此外，参与者装置包括偏转装置，所述偏转装置被配置为在偏转装置和通信装置之间的第一方向与偏转装置和基站之间的第二方向之间偏转无线光信号的至少一部分。

摘要： 本申请提供了一种无线光通信设备和无线光通信方法。涉及光通信技术领域，该无线光通信设备包括：信号单元和纳米天线单元，其中，信号单元用于根据待发送信息生成电压驱动信号，纳米天线单元包括M个纳米天线，该M个纳米天线中的每个纳米天线的两端设置有电极线，该电极线用于将每个纳米天线的两端与信号单元相连，该M个纳米天线用于在电压驱动信号的驱动下向外发射光信号，M为正整数。上述采用了纳米天线的无线光通信设备具有较高的通信带宽，通信速率也比较高。

摘要： 本公开提供了一种无线光通信方法及系统，包括：使用无线光通信系统进行空间光通信，第一无线光通信装置向第二无线光通信装置发送混合光信号时，当至少一个第三无线光通信装置接收到混合光信号之后，至少一个第三无线光通信装置基于混合光信号中的第二无线光通信装置的位置信息、第二无线光通信装置的接收天线的姿态信息对至少一个第三无线光通信装置的载波激光强度以及至少一个第三无线光通信装置的发射天线的姿态信息进行调整，生成调整后的载波激光强度以及调整后的发射天线的姿态信息；以及将由混合光信号中解调制出的多个解调制数据包加载到载波激光强度被调整后的载波激光信号上，经由姿态信息被调整后的发射天线发送给第二无线光通信装置。

摘要： 本发明公开了一种无线光通信控制装置，包括：千兆以太网接口PTNGE接口、信号选择器、系统控制模块、信号整形缓冲器以及光驱动模块，其中，所述PTNGE接口，用于将接收到的光信号转换为电信号；所述信号选择器，用于接收所述PTNGE接口转换得到的电信号，并根据所述系统控制模块提供的控制信号进行信号选择，并将所述电信号发送至所述光驱动模块；所述系统控制模块，用于生成控制信号提供给所述信号选择器；所述信号整形缓冲器，用于接收所述信号选择器选择的电信号，并将所述选择的电信号整形后发送给所述光驱动模块；所述光驱动模块，用于将所述信号整形缓冲器发送的电信号转换为光信号发送到空间。

摘要： 在发送站和接收站之间进行无线光通信的方法,借此,发送站将请求发送(RTS)帧提供给接收站以通知将要发送数据帧,在正确接收到请求发送(RTS)帧的情况下,接收站为发送站提供清除发送(CTS)帧,并且,发送站随后将数据帧发送给接收站。RTS帧包括前置字段(PA)、同步字段(SYNC)以及强力标题字段(RH)。RTS帧进一步包括源地址/目标地址字段(SA/DA)以及循环冗余校验字段(CRC)。将RTS帧的功率级调节为不同于发送数据帧时的额定传输功率级,并且,通过RTS帧的强力标题(RH)字段中的可变重复编码,允许更大动态范围的链路质量评估和改进的冲突避免特性。根据所选择的可以高于或低于数据传输的额定传输功率级的某个功率级,以及依赖所选功率级的重复编码,就可以得到改进加入站之间联系的若干可能性不同的,并且对此要求保护。

摘要： 本实用新型涉及一种无线光通信系统及无线光通信网络系统，该无线光通信系统包括信号接收端和信号发射端，所述信号接收端和信号发射端通过谐振光束无线连接；所述信号接收端通过所述谐振光束向所述信号发射端输送光电流；所述信号发射端接收所述光电流后，信号发射端通过所述谐振光束向所述信号接收端发送身份认证信息。实施本实用新型，能够通过信号接收端与信号发射端建立的谐振光路传送光电流和发送身份认证信息，使得信号发射端无需设置内部的电源，减轻体积和重量，还能提高信息发送的安全性。