短距离无线激光通信系统波长选择分析

无线激光通信系统中激光调制信号在大气信道中传输时受背景光、大气衰减、湍流效应等诸多因素的影响．传统上认为红外波段的激光更适合于在大气信道中传输．基于对红光激光束大气传输特性的分析,讨论了激光束传输过程中背景光干扰、大气衰减和湍流效应的影响.结果表明：红光波段激光和红外波段激光用于短距离无线激光通信时受信道的影响差别不大,红光波段激光可用以加载调制信号有望实现无线高速数据传输．     

舰船激光通信中大气湍流对信道的影响

舰船激光通信中大气对通信的信道有重要的影响.基于Kolmogorov大气湍流理论,结合舰船通信的物理条件得出了影响舰船激光通信信道的湍流的特征函数,此时的大气处在强湍流环境下;同时分析了在相应湍流强度下大气湍流对信道的影响如光束闪烁、光斑畸变等,并通过仿真对其进行了验证.     

大气激光通信链路功率分析研究

在现代激光通信传输中,大气对光传输过程中的衰减和起伏影响,已严重影响了激光通信的发展。为提高通信距离、速率和通信质量,抑制大气对激光通信的不利影响是十分重要的。本文针对野战激光通信环境,对激光在大气中的传输模型进行通信链路功率计算,对大气对光功率的衰减和损耗进行了分析,为实际大气激光通信的应用提供一定的理论依据。     

基于蒙特卡罗方法的大气激光通信后向散射特性分析

激光在自由空间进行传输时,受大气分子和气溶胶粒子的影响,发生的后向散射效应会降低激光传输系统的可靠性,研究激光在大气中传输的后向散射效应,可以有效提高激光通信系统的安全性和保密性。利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法对大气后向散射信道特性进行分析,建立了激光在大气中传输的后向散射理论模型,为了提高蒙特卡罗算法的计算效率,在原模型的基础上提出了一种改进的快速蒙特卡罗方法,分析了能见度、非对称因子以及介质反照率对后向散射能量的影响,利用MATLAB进行了仿真模拟分析,得出后向散射能量随能见度、非对称因子以及介质反照率的变化规律,结果表明该方法可以准确和快速地计算后向散射能量,并为激光通信系统的设计提供了依据。     

激光在大气中传输特性的仿真研究

大气对激光传输产生光强闪烁、光束漂移及光斑扩展等影响,严重限制了激光通信、激光测距等系统的工作性能。因此全面开展大气信道中激光传输特性研究是十分重要和必要的。主要研究建立了大气吸收、大气散射衰减效应理论模型及光强起伏、光束漂移和光斑扩展等大气湍流效应影响模型。在分析各模型的基础上,重点进行大气吸收、散射理论模型的仿真和大气湍流对激光传输特性影响模型的仿真。仿真结果表明:大气的吸收和散射将对功率产生衰减;大气抖动引起的激光散斑效应、光束偏折和扩展效应将影响跟踪精度和视轴对准精度;大气湍流引起的光功率波动效应将影响通信的速率和误码率。     

大气湍流下自由光通信信道模型的数值仿真

由于大气湍流作用,使得自由空间光通信(free-space optical communication,FSO)系统同时受到平均光信号功率损失和随机功率衰落的影响,极大地影响了系统的通信质量。文中基于随机相位屏模型,数值仿真了光束在大气湍流中传输,分析和比较不同条件下大气湍流效应对激光传输质量的影响。在此基础上,给出了一种基于大气湍流效应的自由空间光通信信道模型,通过大量数值计算方法,得到FSO湍流信道传输函数的概率密度函数曲线,计算出在大气湍流影响下系统的误码率性能。     

激光通过大气随机信道光强分布的实时显示

分析了激光通过大气随机信道时光斑变化的影响因素，对接收光强进行了数值计算，用软件仿真模拟了光斑的实时变化。该系统可以方便、准确、形象地显示激光光斑的闪烁、漂移和分裂等现象，对于研究大气对无线光通信的影响，进一步优化激光通信系统的性能，实现全天候的大气激光通信具有参考价值。     

激光无线通信光发射与接收电路的设计

提出了一种为半导体激光器的调制驱动电路,能够在大气激光通讯中稳定工作。还研究了大气信道的特点,并讨论了大气信道对信号的吸收、散射和湍流影响,给出了衰减的因子。结合信道编码定理,讨论了适于在大气中传输的码型,特别是RS码,得出了适合大气信道的编码码长和码率的选择依据。     

星载激光对潜通信的多径效应研究

利用半解析蒙特卡罗方法计算光子在地球大气和海水中传输的多径时间扩展效应,大气和海水信道的散射相位函数采用修正Henyey-Greenstein函数,根据标准大气数据对散射和衰减系数进行加权处理.结果表明:光脉冲在地球大气和海水中传输时的多径时间扩展与卫星高度、水下深度及大气和海水的散射强度有关;水下接收信号的平均多径时间扩展可达33.4～34.9 μs,最大时间扩展可达160μs;星载激光对潜通信下行链路的多径时间扩展效应不能由大气和海水各自的多径时间扩展效应和表示.     

光通信技术分类

正按照传输信道的特征,光通信可以分为光纤通信和光自由空间通信两种。光纤通信:光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光自由空间通信:空间激光通信系统是指以激光光波作为载波,大气作为传输介质的光通信系统。自由空间激光通信     

自由空间光通信

自由空间光通信已经成为一种可行的、宽带宽的无线通信方式。相比于光纤通信，自由空间光通信可迅速配置，并且价格低廉。由于信道和天气相关，因此，在大气中光功率的损耗是不确定的，并且难以预测。介绍了大气信道，针对自由空间光通信系统建立当中的问题进行阐述，并提出了解决办法。     

大气湍流对激光束传输特性的影响

激光束湍流大气传输的研究对遥感、跟踪和远距离光通信,以及高功率激光武器等应用都有十分重要的意义.大气湍流会改变光束的传输特性和降低光束质量.介绍了近年来国内外激光束湍流大气传输特性研究进展,主要包括大气湍流对不同类型激光束的光强分布、光束质量、光束扩展、方向性、光谱特性、偏振特性、相干特性和等效曲率半径影响的研究进展,并介绍了主要的解析研究方法,如Rytov相位结构函数二次近似、强起伏模型和积分变换的技巧等.研究表明:大气湍流对激光束传输特性的影响与激光束本身特性,如空间相干性、时间相干性、模式、光阑限制情况以及列阵光束的叠加方式等因素有关.另外,还提出了该领域值得进一步深入研究的一些问题.     

双通道椭圆弯晶谱仪分辨率的影响因素分析

双通道椭圆弯晶谱仪（以下简称TCECS）是激光惯性约束核聚变研究中非常重要的诊断仪器，通过在两个通道上同时进行X射线的空间和时间分辨测量，从而对惯性约束聚变的实验情况做出正确的判断。TCECS分辨率的影响因素较多，主要有椭圆的离心率、狭缝的宽度、光源没在椭圆的前焦点上、探测圆轴线没有通过椭圆后焦点，瞄准对中等引起的误差。本文分析了影响TCECS分辨率的主要因素，用Matlab6.1软件进行了数值计算，并提出了保证和提高TCECS分辨率的措施。     

基于多虚拟信号校验的ZigBee网络信号防冲突算法

针对ZigBee网络节点在大规模的数据通信过程中,会因为通信时域不一致引起冲突的问题,提出了一种基于三角校验碰撞预测的放信道信号冲突机制。运用对同一节点进行通信的信号组成一个多信号虚拟校验区域。通过建立的无线传感信号碰撞冲突检测模型进行通信时域冲突的预测判断。通过时域内的信号二维区域碰撞预测,计算碰撞的可能概率。实验结果表明,运用该方法能够对大数据、对节点、长时间的ZigBee通信网络通信进行优化,提高了节点信道的通信效率。同时,这种方法还大幅降低了无线通信网络的数据碰撞的可能性。     

深空光通信链路特性分析及功率预算

深空光通信链路距离非常远,要求功率预算非常严格。影响通信链路特性的因素很多,功率预算往往需要很复杂的折中考虑。重点分析了链路距离、光学天线直径、光束发散角、大气信道损耗、光学系统损耗、探测器灵敏度等因素对链路方程、探测器信噪比和通信误码率的影响。提出了结合链路方程、信噪比和误码率对发射功率进行预算的新方法。开展了7 km地面间光通信室外演示验证实验,对大气信道损耗、光学系统损耗等进行了测试;开展了光束发散角、探测器灵敏度的室内测试实验。实验结果和理论分析基本吻合,表明该预算方法具有应用于深空光通信的可行性。     

卡尔曼滤波在空间多点光通信跟踪系统中的应用研究简

目前,空间激光通信的研究仍然是一点对一点的通信模式,无法完成星地间、星星间不间断信息高速传输的任务.要完成完整的激光链路信息传输,必须采用星上多点激光通信技术.本文介绍了多点激光通信中的光学天线,并利用卡尔曼滤波预测实现对光斑的预测跟踪,实现了光学镜片的协同控制,为多点通信的实现提供了研究价值.     

基于浓密植被法的HJ-1B星CCD影像大气校正

利用红波段(0.66μm)与中红外波段(1.66μm)表观反射率之间的线性关系估计出红波段的反射率,然后利用红波段估计的反射率与其表观反射率,结合6S辐射传输模型构建查找表,查表得0.55μm处的气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)值,从而实现各个波段大气校正.通过林地校正前的表观反射率、大气校正后反射率和MODIS地表反射率的对比以及裸土校正前的表观反射率、大气校正后反射率和光谱库中反射率的对比,结果表明该方法对HJ-1B星CCD数据进行大气校正可取得较好的效果.