导读:本文包含了空间光通信论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:自由空间,光通信,误差,湍流,空间,光学,自适应。
空间光通信论文文献综述
刘博,李鹏程,李津,何中翔[1]（2019）在《自由空间光通信系统在不同雾浓度情况下的误码率性能》一文中研究指出大气湍流和大气衰减是影响自由空间光通信系统性能的主要因素。针对点对点自由空间光通信系统,基于指数韦伯分布的大气信道衰落模型,使用高斯拉盖尔数值积分方法,推导了采用BPSK调制时平均误码率的闭合表达式,并详细分析了不同雾浓度导致的衰减情况下系统的误码率性能。为设计和实现点对点自由空间光通信系统提供一定的理论参考。(本文来源于《电子信息对抗技术》期刊2019年06期）
敖珺,谈新园,马春波,唐承鹏[2]（2019）在《基于Raptor10码的自由空间光通信系统设计》一文中研究指出大气湍流是自由空间光通信系统的主要限制因素,会造成光束的强度闪烁和相位起伏。为了应对大气湍流及背景光对无线激光通信的影响,设计并实现了一套无线激光通信系统。该系统采用数字喷泉码Raptor10码来提高通信系统的可靠性及抗干扰能力。此外还使用了巴克码作为帧头以及脉冲位置调制(PPM)方式,并以现场可编程门阵列(FPGA)为核心完成了数据的编码、调制、帧同步、解调及译码。其发射光源为波长532 nm激光,探测器采用Silicon Sensor公司的单点APD。最后在2 km的自由空间对整个无线激光通信系统进行测试,测试结果稳定可靠。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年09期）
姚树香[3]（2019）在《基于自由空间光通信的云无线接入网上行链路优化研究》一文中研究指出为了提高云无线接入网的前传传输速率,探讨了将无线电自由空间光应用于云无线电接入网的网络优化中,设计了上行链路中联合射频和无线电自由空间光链路的前传,使用户的传输速率最大化。仿真实验表明,添加无线电自由空间光链路大大提高了用户的速率。(本文来源于《长春师范大学学报》期刊2019年08期）
张慧颖[4]（2019）在《自由空间光通信链路最优束散角分析》一文中研究指出讨论了FSO通信系统链路最优束散角问题。由空间光通信链路方程得出,减小束散角会增大通信链路裕量。在未对准误差情况下,深入分析偏移角、束散角与链路裕量之间的关系;假设未对准损耗是链路裕量的唯一影响因素的条件下,通过推导得出最大偏移角表达式,当未对准(偏移)角度取得最大值时对应的便是最优束散角。由仿真分析可知,偏移角度的增大导致系统接收光功率减小;对于该系统光束束散角处于1.6 mrad时便是最优束散角。该部分内容研究为对星地的上行和下行通信链路功率计算提供了理论支撑。(本文来源于《激光与红外》期刊2019年08期）
李亚添[5]（2019）在《时间误差对自由空间光通信影响的分析验证与补偿研究》一文中研究指出自由空间光通信(FSO)技术是利用激光束作为信息载体在大气中传输实现远距离高速通信。自由空间光通信具有容量大、数据率高、抗电磁干扰能力强、不需无线电频率使用许可等优点。大气湍流引起的光强起伏是损害大气光通信系统的主要因素之一。由于大气湍流导致光折射率随机起伏,光波通过湍流大气传输时会产生波前畸变和振幅起伏,严重影响传输光束的质量,增加通信系统的误码率,降低通信系统性能。系统除了受到大气湍流这一主要因素的影响,还受到了其它非大气因素的制约。瞄准误差就是其中的一种,发收两端平台的随机晃动会造成光束的非对准,使得到达接收端的光信号发生随机衰减,进而影响了通信链路的性能。除了大气湍流带来的接收光强起伏和瞄准误差的功率损失,时间误差也会损害自由空间光通信性能。时间误差指代信号边沿与时钟边沿之间的差值,可以分为确定性误差和随机误差。在高速通信系统中时间误差会带来判决点的漂移,造成码间串扰,在判决过程中引入更多的误码。鉴于此,本文在考虑大气湍流与对准误差的条件下,研究时间误差对大气激光通信系统的影响及补偿。首先阐述了激光通信的背景意义、研究现状。介绍了复合大气信道的模型,及对大气的模拟方法。随后研究了时间误差的模型,及其对大气激光通信系统指标的影响。然后以脉冲位置调制为例,研究了其误码性能,以及对时隙误差的估计方法和对时间误差的似然比补偿算法。最后在等效实验中产生并验证时间误差对大气激光通信系统的影响。本文主要研究工作如下:1.介绍了大气吸收、衰减、散射以及大气湍流效应,推导了指向误差的模型,并分析其对激光通信系统的影响。为了模拟大气对激光通信系统的接收端光功率的综合影响,提出了基于随机值与Markov链的大气信道模拟方法。和传统Markov链方法相比,需要较少的状态数即可模拟出与8.9km外场实验结果近似吻合的数据。2.研究了系统结构及模型,引入信干噪比作为分析的入手点,进而讨论通信指标包括信道容量、中断性能等。在分析信道容量的过程中,由于其表达式过于复杂,没有办法获得其闭合解,所以分析并推导了容量的上下限以及功率无穷大时容量的渐近界。在中断性能研究过程中,以信干噪比的门限定义了中断概率,并且给出近似闭合表达式。在信道容量和中断性能的研究中,仿真值和推导的理论值相吻合。3.研究了脉冲位置调制中,基于泊松计数过程的光子计数接收机的探测器抖动的模型,分析并推导了时隙误差对该系统平均误符号率的影响,给出了闭合表达式。然后研究了脉冲位置调制中,分别采用矩估计、最大似然估计等方法对确定性时隙误差进行估计,推导并仿真了这叁种估计的方差,并与克拉美罗界做了仿真对比。然后利用对时隙误差的估计值,进行以符号为单位的对随机时间误差的似然比补偿算法。4.研究了带有时间误差的大气激光通信系统的等效实验的搭建与分析。首先给出产生带有时间误差的信号的方法,及分析时间误差的方案。然后研究了对大气湍流的模拟实验,提出了利用实验室自研的大气闪烁回放仪,实现光强模拟。随后根据大气衰落特性,设计并实现了大气激光通信系统专用的误码仪。最后搭建实验并分析了其结果。总览本文的研究内容,主要包括对带有时间误差的大气激光通信系统的分析和补偿算法,前者可以在实际系统的设计提供有效的设计输入,后者可以优化系统性能,具有一定的参考意义。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01）
余佳威[6]（2019）在《空间光通信中高精度光轴偏差检测技术研究》一文中研究指出空间光通信以其高传输速率、保密性强、抗干扰能力强、功耗小并且容易实现轻小型化等多个优点,使得其在空间通信中的潜力远远大于空间微波通信。由于激光的发散角小,方向性高等特点,使其不能像空间微波通信那样大面积覆盖,只能通信两端精密对准双方并且稳定跟踪,这样才能够接收到覆盖范围较小的激光所携带的信息。正是在这样的背景之下,本文对空间激光通信中高精度光轴偏差检测技术展开了研究。文中首先对国内外空间激光通信的发展过程和所使用的捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统进行了详细的研究。分析了空间激光通信链路误差的产生原因,得出了测量器件的测量误差会造成系统控制误差,探测器中的噪声会造成光斑位置检测误差,这都会对望远镜的跟踪精度造成影响。对于复合轴结构的ATP系统,粗跟踪过程中,伺服转台高低轴和方位轴的位置和速度等物理量是通过光电编码器测量并反馈给粗跟踪控制系统的,如果光电编码器的测量精度不够,则会对望远镜系统的随动跟踪精度和速度平稳性造成影响;精跟踪过程中,探测器中的噪声会导致光斑质心位置的计算产生误差,导致反馈给精跟踪执行机构的信息有误,降低跟踪精度。针对粗跟踪系统中伺服转台单元所使用的绝对式光电编码器进行了详细的分析,跟据误差分量的表现形式不同,将误差来源分为六种:零位误差、幅值误差、相位误差、谐波误差、噪声误差和量化误差。从原理出发,利用数学推导得出了每种误差对应的表达式和分布规律,总结出了误差分布的周期跟编码器的细分信号的周期存在对应的规律。在实际的望远镜系统中,对设备进行了正弦引导实验,并对误差分布曲线的特征进行分析,判定幅值误差为其主要的误差形式,利用补偿算法对其进行抑制,在不改变控制系统结构的情况下,就能使跟踪误差显着降低。针对精跟踪系统中使用的四象限探测器(QD)对激光光斑质心位置探测的技术进行了详细分析。描述了QD探测光斑位置的指标,其中包括其位置分辨率、位置探测误差和探测灵敏度,分析了对QD位置探测精度影响最大的因素是噪声。针对噪声的影响,提出采用Kalman滤波方法估计信号光电流的大小。进行了QD的噪声抑制实验,搭建了实验光路,设计了QD输出电信号的模拟滤波、放大电路,并利用后端的信号处理电路对QD的四路输出电流值进行运算。提出了使用幅度调制-Kalman滤波方法来滤除噪声。采集了实验数据,并对采集到的数据分别进行了处理(Kalman滤波方法和传统方法)。实验结果表明应用Kalman滤波算法的位置误差的均方根误差?_R比使用传统算法有很大程度的减小。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)》期刊2019-06-01）
朱万[7]（2019）在《空间光通信BPSK载波捕获算法研究》一文中研究指出目前,无线通信迈入大容量、高速率通信时代,空间光通信开始成为研究热点。当进行空间光通信时,由于激光频率高、通信终端间的相对速度较快,引起的多普勒频移可达±7 GHz,会使本地载波同步困难,因此对空间光通信BPSK载波捕获技术展开了如下的研究:(1)对于现有载波捕获系统在多普勒频移较大的情况下,锁相环路出现失锁的问题,提出了精跟踪锁相环和粗跟踪频率估计环双环复合控制的载波捕获系统。其中精跟踪锁相环路用于稳定跟踪锁相,粗跟踪环路用于对锁相环路失锁时的频差信号进行估计补偿。(2)建立了精跟踪锁相环路数学模型,分析锁相环路噪声得到了最优环路带宽,设计了锁相环路各模块电路,并搭建实验平台验证了精跟踪锁相环路对BPSK信号载波的捕获性能。实验结果显示,当码速率为5Gbps,接收信号光功率为-40.5dBm时,精跟踪锁相环路可以快速解调出基带信号,误码率为。(3)针对空间光通信中由多普勒频移引起的频偏较大的问题,提出了重迭频段Nyquist折迭接收机信号检测算法,该算法在传统Nyquist折迭接收机的基础上,对Nyquist域的划分结构进行了修改,解决了在频带边界处信号频率由于数据截断所导致的频谱无法检测的问题,并且通过仿真验证了算法的估计性能。仿真结果显示,当待检信号频率为1.411GHz,信噪比(SNR)大于-16dB时,本算法正确决策概率可达100%,比DF检测算法性能提高了7dB;当待检信号频率为7.996GHz,信噪比(SNR)高于-14dB时,信号估计的均方误差(MSE)接近克拉美罗下界(CRLB)。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-06-01）
崔素英[8]（2019）在《无波前传感自由空间光通信系统波前畸变校正算法研究》一文中研究指出社会和科技的飞速发展促使人们对通信速率和通信质量的需求日益增高,而广泛应用的常规无线通信的网络扩展和技术升级因可用频谱资源有限受到了一定的制约,使得可用频谱范围更广且无需频谱授权申请的自由空间光通信技术获得了越来越多的关注。自由空间光通信是以大气为信道、光束为信源进行通信的技术。自由空间光通信系统因其铺设搭建简单、传输速率高、容量大、保密性好等优点常应用于星际、星地、近地间通信,也可搭建于一些不易铺设电缆的高山之间、江河两岸等。目前在军事和天文领域已得到广泛应用。然而,其以自由空间传输光束的特性使得信号难以避免大气的影响,常见的大气干扰是大气湍流,大气湍流可引起光信号的波前在幅度和相位上发生畸变,这将导致光束能量损失,从而使自由空间光通信系统的光纤耦合率下降、误码率上升、通信质量无法得到保证。因此,研究如何消除大气湍流等干扰引起的波前畸变具有重大意义。目前,广泛应用于生物医学、天文成像等领域的自适应光学技术在自由空间光通信系统的畸变校正中效果最佳。自适应光学技术校正波前畸变的主要原理是先利用波前传感器或探测器获得光束的波前信息,再使控制器以相位共轭为原理根据校正算法计算出校正波前畸变所需的控制电压,然后将该电压加载到校正器使其产生形变直接去校正波前畸变,使得被校正后的波前相位面趋于平面。由于波前传感器成本高且子孔径大小受限,无波前传感自适应光学技术的研究热度逐渐高于传统的自适应光学技术。因此,我们的研究主要围绕无波前自适应光学技术进行。在该技术中,校正算法起着重要的作用,可直接影响波前畸变的校正结果和性能。所以,新颖且性能更好的校正算法是值得提出和研究的。通过对两种典型校正算法,收敛速度快但可迭代次数较少的Jacopo Antonello(JA)法和实际应用多但收敛速度慢且易陷入局部极值的随机并行梯度下降(SPGD,Stochastic parallel gradient descent)算法的研究,我们以取长避短为思路设计出一种能快速收敛的无波前畸变校正组合算法,该算法令JA法补偿波前的低阶畸变而令SPGD算法补偿高阶畸变和JA法校正后残余的低阶畸变。实验仿真结果不仅验证了无波前组合补偿算法的收敛性和有效性,还得出了该算法的校正结果比JA法更好、校正曲线的收敛速度比SPGD算法更快的结论。校正算法的收敛速度越快、校正结果越好,越符合自由空间光通信系统对实时性和可靠性的要求。因此,我们对该算法进行了改进,即将校正高阶波前畸变的SPGD算法替换为收敛速度更快、鲁棒性好且近几年应用于自适应光学系统的模拟退火算法。计算机仿真实验也证明了改进后的组合校正算法的收敛速度显着提高。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
何煦[9]（2019）在《自由空间光通信中的无波前传感校正算法研究》一文中研究指出自由空间光通信(FSOC,free space optical communication)是指以激光为载体,以大气为传输媒介的通信方式。由于FSOC系统拥有更灵活的网络和更好的保密性能,该技术在军事及民用领域具有更广阔的应用前景。FSOC系统所面临的关键问题是激光信号在大气中传输时容易受到大气湍流的影响,引起信号光强闪烁、瞄准误差增大和光束相位畸变等,这些干扰都会影响通信系统的稳定性和可靠性。所以,如何抑制大气湍流影响、更精确地校正波前畸变成为FSOC系统研究中的重要课题之一。自适应光学(AO,adaptive optics)技术是一种能对波前畸变进行实时探测和快速校正的新兴技术,并在光通信系统波前畸变校正研究中占有着越来越重要的位置。本文的工作重点是对无波前传感自适应光学校正算法进行研究。按照控制算法的不同,无波前传感自适应光学技术可分为两大类:无模型自适应技术和基于模型的自适应技术。无模型自适应技术一般采用各种盲优化算法作为系统的波前校正控制算法,但其收敛速度比较慢,难以用于实时像差校正系统。而基于模型的自适应技术首先基于某种原理建立系统模型,进而设计相应的波前校正控制算法。但当实际情况与原始模型误差过大时,波前校正误差也会变大。因此,本文在研究现有算法的基础上,提出了一种组合校正算法,将无模型自适应技术中的随机并行梯度下降控制(SPGD)算法与基于模型的自适应技术中的Martin算法相结合,利用Martin算法对失真波前的低阶畸变进行校正,利用SPGD算法对残余的高阶畸变进行校正,从而减少迭代次数,提高波前畸变校正速度。为了验证组合校正算法的校正效果,本文首先模拟出了算法校正过程中的相位屏的变化情况,并用实验平台对组合校正算法进行了实际的验证。其次,为了更好地说明组合校正算法的优点,本文对不同失真情况及不同湍流情况下的多组畸变进行了仿真。仿真结果表明,组合校正算法能够融合两种方法的优点,具有算法收敛速度快、收敛性能好的特点,能够更快地对波前畸变进行校正,提高光束的斯特列尔比,从而提高系统的耦合效率。本文最后还对应用组合校正算法的自由空间光通信系统进行了性能分析,对不同湍流强度和不同调制方式的自由空间光通信系统进行了误码率的仿真实验。仿真实验结果表明,组合校正算法能够有效地改善系统的误码率,特别是对于强湍流环境,组合校正算法能大幅度降低误码率,提高通信系统性能。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
郜春宇[10]（2019）在《自由空间光通信系统中OAM光束尺寸变换和检测技术研究》一文中研究指出为了提高光通信系统的信息传输速率,除了可以采用幅度、相位和正交相移键控等传统的调制解调方式之外,光子具有的轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)作为一种新的自由度吸引了学者们的广泛关注。OAM可提供理论上无限多的具有不同量子态的正交基,用于承载信息可提高通信系统的数据容量,因此引起了光通信领域的广泛关注。然而,OAM光束固有的发散属性会造成接收端的孔径失配,这给检测出目标态的纯度带来了挑战。本论文研究如何克服孔径失配现象,以及孔径失配情况下采用能让通信系统能量损失最少的技术手段时,探测概率的分布情况。主要工作和成果如下:1.针对拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束发散特性会造成接收端孔径失配的弊端,研究了基于离焦双透镜系统光束尺寸变换的工作机理,理论推导了LG光束经过离焦双透镜系统并在自由空间传输一定距离后的等效半径以及给定光束尺寸变换需求时双透镜系统离焦量的解析表达式,并进行了详细的数值分析和仿真验证。2.研究了孔径失配下径向指数非零LG光束传输过程中功率损失随传输距离z和接收端孔径尺寸R0的变化情况。利用二维傅里叶变换和汉克尔变换,推导出了经过螺旋相位片(Spiral Phase Plate,SPP)检测后的光强分布表达式,进而得到接收端孔径直径变化对归一化的涡旋光束光强分布产生的影响;同时,采用共轭模式分类法推导出SPP目标态检测效率η的表达式,分析了η随径向指数p和角向指数l的变化关系,以寻找达到最佳η所需要满足的参数条件,于目标态探测概率的优选具有重要意义。3.研究了多子孔径部分接收系统功率损失随传输距离z、接收端孔径尺寸R0和入射光束尺寸ω0的变化情况以及不同OAM态的探测概率。研究了基于VGG16深度神经网络结构的孔径失配下高阶径向指数LG光强分布的识别方法,以及横向偏移对于识别准确度的影响。研究结果对OAM光通信系统的实现具有一定的参考价值。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-26）
空间光通信论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
大气湍流是自由空间光通信系统的主要限制因素,会造成光束的强度闪烁和相位起伏。为了应对大气湍流及背景光对无线激光通信的影响,设计并实现了一套无线激光通信系统。该系统采用数字喷泉码Raptor10码来提高通信系统的可靠性及抗干扰能力。此外还使用了巴克码作为帧头以及脉冲位置调制(PPM)方式,并以现场可编程门阵列(FPGA)为核心完成了数据的编码、调制、帧同步、解调及译码。其发射光源为波长532 nm激光,探测器采用Silicon Sensor公司的单点APD。最后在2 km的自由空间对整个无线激光通信系统进行测试,测试结果稳定可靠。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
空间光通信论文参考文献
[1].刘博,李鹏程,李津,何中翔.自由空间光通信系统在不同雾浓度情况下的误码率性能[J].电子信息对抗技术.2019
[2].敖珺,谈新园,马春波,唐承鹏.基于Raptor10码的自由空间光通信系统设计[J].红外与激光工程.2019
[3].姚树香.基于自由空间光通信的云无线接入网上行链路优化研究[J].长春师范大学学报.2019
[4].张慧颖.自由空间光通信链路最优束散角分析[J].激光与红外.2019
[5].李亚添.时间误差对自由空间光通信影响的分析验证与补偿研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2019
[6].余佳威.空间光通信中高精度光轴偏差检测技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所).2019
[7].朱万.空间光通信BPSK载波捕获算法研究[D].长春理工大学.2019
[8].崔素英.无波前传感自由空间光通信系统波前畸变校正算法研究[D].吉林大学.2019
[9].何煦.自由空间光通信中的无波前传感校正算法研究[D].吉林大学.2019
[10].郜春宇.自由空间光通信系统中OAM光束尺寸变换和检测技术研究[D].北京邮电大学.2019
论文知识图
