旋转双光楔式GEO对地激光通信捕获模型建立与分析

根据实际高轨道对地激光通信技术指标,针对高轨对地激光通信使用Matlab软件建立旋转双光楔式捕获系统的数学模型,并对其进行分辨率分析以及转速分析。结果表明:该方案分辨率为14.824μrad,应用在高轨对地通信所需最大转速为0.26 rad/s,可以满足高轨道卫星平台对地激光通信的指标要求。双光楔捕获方案在高轨对地激光通信方面具有实用研究价值。     

军用车载式激光通信系统收发电路设计

论文简单阐述了激光发射系统及接收系统的电路原理,同时以军用车载式为例设计了激光语音通信系统发射及接收部分硬件电路,并对设计电路工作原理进行了相关说明。对实际激光通信系统设计具有一定的参考价值。     

超窄带可调谐法拉第反常色散原子滤光器

在星载激光通信中,激光器相对于远距离的接收器不断地高速运动,并且相对运动速度随着卫星轨道上的不同位置在连续地变化着,这样对于接收器来说,激光发射频率就发生了一个连续变化的多普勒频移.因此,必须具有连续可调谐的滤光器或激光器,否则整个激光通信系统就变为无效.为...     

基于随机几何的无人机通信系统性能研究

为了分析无人机通信系统的实际性能,针对有限三维空间内的无人机通信系统进行研究,提出了一种基于随机几何理论分析无人机通信系统的模型。较好地捕获无人机基站分布的随机性和无人机基站间的距离关系,得到无人机通信系统实际性能的上界和下界,充分兼顾无人机发射天线数、天线功率等参数对无人机通信系统性能的影响。仿真结果表明,所提模型能有效分析无人机通信系统的频谱效率、中断概率,且可以通过增加发射机天线数和设定较低的发射功率得到较好的无人机通信系统性能。     

大气湍流对IM/DD无线激光通信系统误码率的影响

分析了湍流大气中的高斯光束传输模型,忽略系统其它噪声,仅考虑大气湍流和量子噪声引起的系统误码率.推导出了大气湍流和量子噪声与系统误码率之间的关系,然后通过数值仿真,分析了大气湍流和量子噪声对IM/DD无线激光通信系统的影响.结果表明:在一定通信距离下,增大接收天线孔径或者发射光束的腰斑半径,能够有效减小大气湍流造成的系统误码,提高系统对湍流的抗干扰能力.这为设计更合理的无线激光通信系统提供了理论依据.     

深空激光通信中环境对激光捕获的影响

首先分析了太阳环境对深空激光通信的影响,利用Kerr度规计算出通信激光经过太阳表面时受到太阳引力场影响的通信光偏折角为1.75″-0.12″×10-5。对地球到火星激光通信的环境因素进行了分析,通过Matlab软件仿真得到不同位置(不同激光传输时间)与激光通信发射角度的补偿关系。     

量子噪声对大气激光通信系统极限通信距离的影响

量子噪声是通信系统中的基本噪声,它的存在制约了通信的有效距离．通过推导给出了仅考虑量子噪声引起的误码率公式,并且提出了大气激光通信极限通信距离的概念．通过数值仿真,分析了激光器发射功率、发射孔径半径以及接收孔径半径和极限通信距离之间的关系,并以此提出了一些设计大气激光通信系统时相应的解决途径．     

微粒在会聚高斯光束中的受力分析

以射线光学模型为基础,对会聚高斯激光束中微粒所受轴向力进行了计算.数值计算的结果表明,束腰越小捕获越稳定;相对折射率必须大于1并存在一个最佳相对折射率;激光波长、粒子半径以及激光功率也对捕获力有重要影响.数值计算和分析为搭建光镊仪器选取系统参数提供必要的理论依据.     

基于光纤探头设计的小型化激光远距离传输模拟器

采用光学傅立叶变换,光学级联放大和光纤波前采样方法设计了一个小型化的自由空间激光远距离传输模拟器,可在实验室简单实现自由空间激光的远距离传输模拟,对于发射口径为250 mm的激光光束,其等效的模拟传输距离为20 km～62 500 km.对模拟器的误差来源进行了分析并给出了系统的装较精度要求,该模拟器提供了一种地面检测星间激光通信终端通信性能的简单方法,具有较大的实际意义.     

一种高精度TR-UWB系统同步算法

TR-UWB(Transmitted Reference Ultra-wide-band)系统采用自相关接收技术进行差分检测,不需要信道估计与同步,其结构简单,广泛使用于超宽带通信。然而,自相关接收机必须在实现符号同步前实现脉冲级的同步,这就导致误码率增加。为了解决这个问题,提出了一种采用门限比较法的高精度同步算法,使同步误差在设定的脉冲宽度内。并且对TR-UWB系统同步的平均捕获时间和捕获的概率进行分析,简化了流程图。在多径信道环境下的仿真实验证实了该算法极大地提高了通信接收机抗噪声的能力,通过设定不同的门限值及重复次数来获得高精度同步是可行的。为在设定脉冲带宽内提高通信系统抗干扰能力提供了依据。     

无线激光通信调制方式性能分析

本文详细地分析了五种典型无线激光通信调制方式:OOK、PPM、DPPM、DPIM和DH-PIM,并结合无线激光信道特点,对各种调制方式的平均发射功率、带宽需求和误时隙率进行了分析比较。结果表明:DPPM、DPIM和DH-PIM更具有优势,更适合于未来无线激光通信系统。     

基于紫外激光器的无线光通信系统

为了提高紫外光通信系统的通信距离,提出了基于紫外激光器的通信系统;利用光电倍增管作为光电探测器,采用循环冗余校验（CRC）进行编码,并对传统FSK调制方式进行了改进;搭建了紫外激光通信系统实验平台,对实验结果进行分析,讨论了通信距离对误码率的影响;最终在白天通信距离150 m和夜晚220 m的范围内,实现了传输速率为0.6 kb/s,误码率低于10-5的紫外激光通信系统.     

星间光通信复合轴跟踪结构性能和误差抑制能力分析

在星间激光通信系统中,捕获、跟踪和瞄准(Acquisition Tracking and Pointing，ATP)技术是一项关键技术,ATP系统的跟踪瞄准精度对整个通信的成功与否起着至关重要的作用。主要对星间通信的复合轴跟踪进行了分析。首先介绍了星间光通信的概念和用激光实现星间通信的优点,然后分析了复合轴跟踪结构的特点,给出了复合轴跟踪控制系统的视场匹配关系和性能分析,最后采用仿真对比得出选择合适的粗、精跟踪带宽和带宽比对系统误差有突出抑制能力的结论。     

激光通信数字环时隙同步器环路滤波器设计

以５１系列单片机为硬件平台，设计了均值法、三点法和筛选法三种数字环路滤波器算法，分析了采用这三种环路滤波器算法的数字锁相环时隙同步器的性能指标并进行了计算机仿真．仿真和实验结果表明，采用筛选法的时隙同步器具有较快的捕获速度和最好的抗噪性能，可用于强噪声环境下的激光水下通信系统     

激光通信数字环时隙同步器环路滤波器设计

以５１系列单片机为硬件平台，设计了均值法，三点法和筛选法三种数字环路滤波器算法，分析了采用这三种环路滤波器算法的数字锁相时隙同步器的性能指标并进行了计算机仿真，仿真和实验结果表明，采用筛选法的时隙同步器具有快较的捕获速度和最好的抗噪性能，可用于强噪声环境下激光光下通信系统。     

CDMA系统的计算机仿真研究

CDMA技术是当今通信领域主流的通信技术,而IS-95系统是这一技术在我国唯一大规模商用的系统。本文利用广泛应用的仿真工具MATLAB,对这一系统的上行链路业务信道的工作过程进行仿真设计。另外,还使用System View对该信道发射端进行了仿真。     

水下与空中平台蓝绿激光通信关键技术研究

研究瞄准水下大型作业平台与空中平台间通信的需求,利用海水光学窗口—蓝绿激光波段来建立水下与空中平台的通信链路,提供一种通信速率高的直接通信技术手段。建立一套水下平台与空中平台之间的蓝绿激光通信的演示系统,实现我国典型海域水下80 m与空中2000 m平台进行通信,通信速率大于2.5 kbps,通信误码率小于1×10-5。获取激光通信的信道特征和激光传输规律,为研制水下平台与空中平台通信的实际系统奠定技术基础。在充分研究激光束在海水、海气界面的传输特征的基础上,采用PPM调制和RS编码技术将信息高速调制短脉冲绿光全固态激光器,利用水下发射系统发射出海面,安装在空中平台上的激光通信接收终端根据预先已知的水下发射系统位置,将接收系统指向海面,获取水下发出的激光,通过信息解调解码来提取信息。设计和研制出电光调Q的高重复频率全固态激光器,通过特殊设计的光学系统,激光器输出光束变换分布使得海浪影响最小化。通过优化设计的接收光学系统,实现大视场、窄带和高灵敏度接收,采用软件解调解码方式获取信息。水下发射系统利用海床基实现沉底作业,最大放置深度大于80 m,通过复合电缆和光缆与船载控制设备联接,实现供电和控制。接收系统安置在直升机,空中飞行高度2189 m。除了开展蓝绿激光通信技术研究、信道特征研究外,还突破高重复频率蓝绿全固态激光器技术、宽视场窄带接收技术、高速信号调制编码和低误码率信号解调解码技术等关键技术,同时开展海上试验,获取试验数据。研究成果可以直接应用到空中平台与水下平台间的通信系统,为空中平台与水下作业平台之间增加一种快速的通信手段,可以应用于海洋水下监测平台、传感网络和水声通信节点等的数据传输。研究成果可以应用于构建海洋立体通信网络体系,同时,研究所衍生出的蓝绿激光技术、微弱信号探测等技术,也可应用到机载激光遥感、海洋水下激光探测以及深海资源探测技术中。     

采用直接通信模式的CDMA通信方式

提出一种在CDMA蜂窝通信系统中采用终端间直接通信模式的无线接入方式。提案方式中，相距较近的通信终端采用小功率发射的直接通信模式，谋求减轻同信道干扰、增加系统的通信容量。通过计算机仿真证明了提案方式的可行性和有效性。     

基于光强自适应控制的激光位移传感器

在一体化激光位移传感器系统中,激光发射部分是保持整个系统稳定性和精度的基础。为解决激光投射光斑在CCD上所采集到的数据不理想问题：投影光斑能量不集中,光斑宽度过大且有多峰,噪声不可忽略等等通过发射模块改进和光强自适应算法两种方式来改善,最终得到接近理想状态的激光光斑。最后实验验证：自适应控制算法能够提高系统的精度达一倍以上。     

一种移动终端可见光数据收发系统的设计与实现

为了简化现有基于二维码的移动设备可见光通信编解码技术,本文采用了在数据传输上较有优势的JSON格式。结合JSON的特点和快速响应二维码(QR)的特征,深入研究了二维码的编解码技术并设计了基于二维码的动态可见光通信系统的通信方案。发射和接收单元通过使用Android智能设备的屏幕和摄像头来实现。先对待传输的数据进行处理,再对处理后的数据进行编码,由摄像头捕获并解码出原来的数据,对解码出的数据进行重组最终获得原始数据。测试结果表明,该系统能动态发射QR码图像,经过解码及后续数据处理,能将待传输的数据正确地解析出来。本文最后定性地分析了影响系统吞吐量的因素。