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oe1(光电查) - 科学论文

39 条数据
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  • 采用无载波幅度相位调制和时空分组码的高速可重构自由空间光互连技术

    摘要： 高速互连技术在数据中心和高性能计算领域需求旺盛，采用光互连替代电互连的方案已被提出并得到广泛研究。对于中等距离的板间通信，基于自由空间的光互连相比传统波导或光纤方案具有可重构性和灵活性的额外优势。然而自由空间光互连的比特率和互连距离通常存在限制。本文提出一种无载波幅度相位（CAP）调制结合空时编码的自由空间光互连方案以突破这些限制。实验验证了该方案可实现高达80 Gb/s（2×40 Gb/s）且具备可重构灵活性的互连，在超过50厘米的无误码距离上较先前成果提升约65%。同时测量了空时编码系统的接收灵敏度，结果表明空时分组码（STBC）能有效提升接收灵敏度并抑制信道间串扰。针对典型互连环境中存在的空气湍流影响也进行了实验研究，结果显示其对所提方案的影响可忽略。该具备CAP调制与STBC编码的可重构自由空间光互连技术可进一步扩展以实现更高传输速率和更远互连距离。

    关键词： 自由空间光通信、无载波幅度相位调制、大气湍流、时空分组码、光互连

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 湍流自由空间传播中的涡旋不稳定性

    摘要： 光学场的空间结构在许多下一代光学计量和通信技术中至关重要。建立这些光学场在湍流环境中传播的可验证物理模型，对于开发有效的自由空间链路模态退化抑制技术具有重要意义。我们提出了一种与最新实验发现相符的模态退化模拟方法：通过将长距离链路累积的光学湍流分解为多个10米的微弱扰动步骤，模拟了1.5公里自由空间链路的传输过程。该模拟显示，携带轨道角动量?的模式中螺旋相位轮廓中心的高阶涡旋不稳定，在链路传输过程中会分裂成多个涡旋。这种分裂现象给湍流抑制技术的应用带来了挑战。文中还讨论了预校正、后校正及复场共轭技术的有效性。

    关键词： 光学传播、轨道角动量、自适应光学、光学涡旋、大气湍流

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 湍流激光雷达：I?设计

    摘要： 提出了两种基于后向散射放大效应（BSA）的激光雷达系统设计方案。该系统为双接收通道微脉冲气溶胶激光雷达：其中一个通道记录激光束轴线上随着大气湍流增强而出现的激光雷达回波增强信号；第二个通道对BSA无响应，用于校准。BSA效应仅显现在激光束轴线周围的狭窄空间区域内，因此接收器孔径需足够小且与菲涅尔区相当。紧凑型高重频二极管泵浦微脉冲激光器的出现使湍流激光雷达的研发成为可能。该激光雷达适用于长期连续无人值守运行，且对人眼安全?；谙蠲飞毒担ǚ瓷涫阶贾逼鳎┥杓屏肆街滞牧骷す饫状锓桨?，具体描述了BSA-2和BSA-3湍流激光雷达?；谖致薇鸱蚨酝臣凭韧牧鹘橹实慕评砺?，提出了一种从激光雷达数据反演光学湍流结构参数的算法。

    关键词： 激光雷达、后向散射放大效应、大气湍流

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 非对称射频/自由空间光通信系统在具有指向误差的Nakagami-m和伽马-伽马衰落信道中传输技术的影响

    摘要： 本文研究了基于固定增益放大转发非对称射频/自由空间光（RF/FSO）通信系统中传输技术的性能。在零视轴和非零视轴指向误差影响下，采用异质外差检测方法，分别用Nakagami-m和Gamma-Gamma衰落信道对RF链路和FSO链路进行建模。系统源端考虑的传输方案包括最大比传输（MRT）和正交空时分组编码（OSTBC），中继和目的端采用选择合并技术进行信号检测。此外，推导了该系统端到端信噪比的统一累积分布函数（CDF）。利用该信道统计CDF，进一步获得了M进制相移键控调制下系统中断概率和平均误码率的闭式表达式。分析表明，大气湍流和指向误差均会显著降低系统性能。在此基础上，相同系统条件下MRT传输技术较OSTBC技术具有更优性能。蒙特卡洛仿真验证了分析结果的准确性。

    关键词： 发射分集、自由空间光通信、Nakagami-m衰落、指向误差、大气湍流

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 光学相干涡旋晶格在湍流大气中的传播

    摘要： 通过新近发展的卷积方法，研究了光学相干涡旋晶格（OCVLs）在湍流大气中的传播特性。数值模拟了具有Tatarskii谱的大气湍流中OCVLs的光谱密度分布演化、归一化M2因子及光束漂移现象。结果表明：OCVLs呈现特殊传播特性——初始高斯光束分布会在传播过程中演化为空心阵列分布，最终在远场湍流大气中重新形成高斯光斑；此外，具有大拓扑荷数、大光束阵列阶数、大相对距离及小相干长度的OCVLs受湍流负面效应影响更小。该研究成果有望应用于复杂系统光通信领域。

    关键词： 光学相干涡旋晶格、演化特性、大气湍流、自由空间光通信

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 实时选择自由空间测量设备无关量子密钥分发

    摘要： 考虑到大气湍流导致的时间依赖性透射率，我们将实时选择（RTS）方法与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）相结合。改进方案通过筛选高信道透射率时段，从而提升安全密钥率。后选择的最优阈值通过迭代算法预先确定，该算法平衡了信号总数减少与平均透射率增加的关系。仿真结果表明，相比原始MDI-QKD协议，我们的改进方案在最大容忍损耗和安全密钥率方面具有显著优势。当湍流强度增大时，采用RTS的MDI-QKD性能甚至更优。此外，改进方案对统计波动也表现出更强的稳定性。

    关键词： 量子密钥分发，测量设备无关的量子密钥分发，大气湍流

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 基于BPSK-SIM和DPSK-SIM的混合射频/自由空间光通信系统在伽马-伽马湍流信道及指向误差条件下的性能分析（面向智慧城市应用）

    摘要： 无线通信中的自由空间光通信（FSO）凭借其免许可频谱、安装便捷、高安全性以及短距离通信的经济可行性，相比射频（RF）链路具有诸多优势。其高速数据传输率和抗电磁干扰（EMI）特性使FSO成为当今的新兴技术。然而，FSO在大气条件（如雾、雨、薄雾和雪）下并非始终可靠。因此，本文研究了一种融合FSO与RF技术优势的混合FSO/RF新方案。通过本文旨在对视距（LOS）通信中遇到的误差和失准效应进行深入分析，其中指向误差和湍流效应是分析的主要缺陷参数。为此，我们采用不同调制技术——二进制相移键控-副载波强度调制（BPSK-SIM）、差分相移键控-副载波强度调制（DPSK-SIM）通信系统，并以OOK调制为参照。推导了FSO和RF系统在中断概率和误码率（BER）方面的新表达式，这些表达式结合莱斯信道和16QAM调制方案，同时针对弱、中、强湍流环境下的混合FSO/RF系统，采用梅杰G函数进行分析。

    关键词： 自由空间光通信、混合射频/自由空间光通信、伽马-伽马信道、大气湍流

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • [IEEE 2018年第11届通信系统、网络与数字信号处理国际研讨会(CSNDSP) - 布达佩斯(2018年7月18日-2018年7月20日)] 2018年第11届通信系统、网络与数字信号处理国际研讨会(CSNDSP) - 大气湍流信道下采用GBN-ARQ和AR传输的FSO系统建模与吞吐量分析

    摘要： 本文研究了自由空间光通信（FSO）中的差错控制问题。具体而言，我们针对采用回退N帧（GBN）自动重传请求（ARQ）和自适应速率（AR）传输方案的大气衰落信道，建立了FSO系统吞吐量性能的模型并进行分析。为此，我们首先构建了能刻画大气衰落信道时变特性的模型，随后利用该信道模型推导出GBN-ARQ结合AR方案的突发错误模型，从而解析计算系统吞吐量。数值结果定量展示了大气湍流对吞吐量的影响，并验证了GBN/ARQ方案的有效性。同时通过蒙特卡洛仿真对解析结果进行了验证。

    关键词： 吞吐量性能、回退N（GBN）自动重传请求（ARQ）、大气湍流、自适应速率（AR）传输、自由空间光通信（FSO）

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 空间模式复用或单模自由空间通信信道中湍流引起的光损耗与串扰

    摘要： 过去十年间，单?；蚨嗄８从玫淖杂煽占浯笃庑诺廊找媸艿焦刈ⅰＦ溆τ梅段Ш牵河氲缧臰DM技术、光纤放大器及模分复用技术的兼容性（用于提升信道吞吐量），以及各类量子通信基础技术（如纠缠分发、高维空间编码量子密钥分发和相对论量子密码学）。大量研究论文探讨了特定模集（如光学角动量模）在大气湍流环境中的通信应用。然而，这类受大气湍流影响信道的基本特性与关键关系尚未完全阐明。本文提出了评估信道透射概率密度函数及模间串扰系数的简明解析表达式与通用框架?；谌舾苫炯偕?，所得结果可直接用于根据基模透射系数测量统计量推算湍流信道的Fried参数。

    关键词： 自由空间光通信、单模信道、空间模式复用、大气湍流、量子通信

    更新于2025-09-04 15:30:14