水下无线光通信中关键技术的研究与进展

由于水下无线光通信（Underwater Wireless Optical Communication,UWOC）具有高速率、低延迟和高保密性等优势,成为了水下无线通信的潜在应用。针对UWOC系统的模型及研究现状进行了简要的总结,重点阐述了UWOC系统所用到的关键技术,包括光源的选择、调制编码、探测、信道建模等关键技术,并介绍了一种UWOC系统的设计方案。最后针对实现水下长距离通信和高速率传输等问题,总结了UWOC未来的发展趋势及所面临的挑战,为UWOC将来的发展方向及实用化提供了参考。     

室内可见光通信频域均衡技术DSP方法对比分析

对3种室内可见光通信传输技术的数字信号处理方法（DSP）,包括正交频分复用（OFDM）、单载波频域均衡（SCFDE）与单载波频分复用（SCFDM）进行了对比分析.通过峰值功率比（PAPR）和计算复杂度比较了3种方法的优劣.分析结果表明,SCFDE和SCFDM具有较低的PAPR,但SCFDM计算复杂度较高.此外,还使用白光LED灯针对3种调制解调方法建立了实验模型.实验结果表明,在VLC传输系统中,由于低PAPR特性,使得SCFDE和SCFDM在误码率（BER）和Q值方面的性能优于OFDM.     

分层纵向水下无线光信道建模研究

水下无线光通信（Underwater Wireless Optical Communication,UWOC）是水下物联网感知层的新兴技术之一。在感知层中,UWOC技术常被用于支持数据的纵向上行传输。针对几何光学理论无法准确描述UWOC链路衰减的问题,研究了基于MIE散射理论的纵向UWOC信道模型;提出了分层的纵向海水介质模型,在此基础上设计了一种利用蒙特卡洛仿真方法对UWOC纵向链路进行评估的方案。该方案考虑了收发装置空间位置的非对齐以及出现位置失配的情况,通过该方案可求得UWOC链路冲激响应的数值结果,研究成果对于UWOC设计具有重要意义。     

水下光通信技术的研究与展望

水下光通信（Underwater Optical Wireless Communication,UOWC）是一种新型的水下通信技术,具有保密性好、可靠性高等优点,对于构建全光立体通信网络以及6G空天海地一体化全方位通信有重要的意义。分析了水下光通信相较于其他传统水下通信方式的优点,对水下光通信发展历程与进展进行了综述,对比了水下光通信2种主流光源：激光光源和LED光源。针对现阶段水下光通信面临的难题,提出了一种完善的水下光通信系统框图,并研制出相应的硬件系统,完成了水下通信调试。水下光通信是一种切实可行的新型通信方式,兼具灵活、保密、高速率等特点,在未来的6G时代中将会得到进一步的发展和应用。     

基于PPM硬判决的ARQ-FSO系统误码性能分析

基于PPM（Pulse Position Modulation）硬判决检错的ARQ-FSO（Automatic Repeat Request-Free Space Optical）通信系统结合了PPM硬判决和新的ARQ协议.该系统以PPM硬判决的结果代替了传统ARQ的监督码元作为数据的检错依据,同时只重传数据包里面译码失败部分的PPM符号,消除了传统ARQ中用来检错的信息冗余,提高了系统的效率.理论分析表明该方案能够有效地改善硬判决误码率,其通过率也优于传统ARQ,适用于较低误码率、低复杂度的自由空间光通信场景.     

基于可见光通信的MIMO技术研究现状

随着灯光与光无线通信技术的结合,基于LED的可见光通信（VLC）越来越受到人们的关注.本文首先探讨了可见光通信的基带处理过程.为了提高室内照明度,LED阵列渐渐被广泛使用,基于此,可见光通信系统中基于LED阵列的MIMO技术也进入研究者的视野,因此,随后介绍了两种VLC-MIMO机制,并介绍了空时分组编码（STBC）在VLC-MIMO系统中的研究进展.作为对比,最后对LTE系统中的物理层处理过程和多天线技术进行技术探讨,并大胆预测了可见光通信基带处理后续可能发展的方向.     

光突发交换及其关键技术

光突发交换是光通信领域中的前沿和热点技术，以光突发交换的产生揭示了其演进历史，详细介绍了光突发交换的主要思想，并对光突发交换和光电路、分组交换进行了比较，最后简略介绍了当前关键技术的研究情况。     

基于信号处理的水下无线光通信综述

水下无线光通信（UOWC）具有高带宽、低时延和抗电磁干扰等优势,成为水下数据传输的重要手段之一。简述了UOWC的发展史,总结了基于高性能光电器件和数字信号处理（DSP）2种方案的高速率长距离和高可靠性UOWC系统的研究现状。DSP中的调制技术能够实现通信速率和传输距离的折衷;信道均衡技术能够消除码间干扰,增大调制带宽;信道编码技术能够纠正接收信号中的错误;分集复用技术则能够分别提高系统可靠性和通信速率。除了研究高性能的光电器件以外,引入DSP技术能够从软件层面进一步提高系统性能。     

可见光通信中光学天线的研究

可见光通信作为一种结合了照明与通信的新型无线通信技术,近几年成为一个研究的热点.光学天线是可见光通信系统中的重要组成部分,在优化光能分布、提高接收功率、提升系统信噪比和通信质量方面起重要作用.目前国内外对于光学天线的研究可以分为发射天线和接收天线两个部分.发射天线一般与LED光学设计相结合,按照配光方式可以分为准直型、均匀照明型和聚焦型等类型.接收天线采用复合抛物面聚光器、菲涅尔透镜等光学元件作为光学接收前端,主要目的是提高接收信号的功率.本文介绍了近年来国内外光学天线的研究进展,评价并比较了各种类型光学天线的光学性能,并对光学天线的发展趋势做出了展望.     

雾霾天气下DAML空间相干光通信系统的研究

大气湍流引起的折射率起伏会导致光信号的振幅和相位发生随机波动,同时日益严重的城市雾霾现象带来的系统性能降低问题也不可忽视.基于湍流相位波动和激光器相位噪声的缓慢时变特性,本文提出了将DAML相位估计算法应用到空间相干光通信系统中来提高系统性能,并推导了在大气湍流、激光器相位噪声以及各种天气状况衰减效应影响下,针对DQPSK信号的DAML相位估计系统的误码率,最后重点分析了在雾、霾天气条件下该系统的传输距离限制和波长选择特性.仿真结果表明：湍流相位波动造成的信噪比损失低于0.1 dB;在雾和霾天气下,相较于传统的OOK IM／DD FSO通信系统,DAML相位估计系统在不同的大气湍流环境中至少有500 m的传输距离优势;在霾和薄雾天气,传输波长为1 550 nm的DAML系统比波长为850 nm的系统的性能更优,但在能见度低于200 m的浓雾天气,系统性能基本与波长选择无关.