基于波前整形和自适应光学的水下可见光通信系统

为了解决水下可见光通信中复杂的水下湍流、散射环境对光束造成的畸变而导致信号传输失败的问题,使用随机相位屏方法模拟了水下湍流信道,在发射端对光束进行波前整形实现远距离聚焦,接收端使用自适应相位恢复算法对接收端光斑进行恢复。在1.2 m水下实验平台使用比特功率加载技术发射离散多音信号(discrete multi-tone, DMT)信号测量接收光功率与数据传输速率的对应关系,基于此,预测了100 m湍流环境下可见光信号的传输速率,与经过波前整形以及自适应相位恢复后的结果对比得到,所提出的方法可以使得水下可见光系统的传输速率得到极大提升。

面向6G的高速太赫兹无线通信系统与关键技术验证

太赫兹通信以其可提供更高速、更大容量和更安全的数据传输的独特优势,在未来6G中成为重要的关键技术之一。基于固态电子的太赫兹通信系统存在带宽受限、频谱响应不平坦等问题,需要先进的信号形式结合灵活高效的处理方法来提升系统性能。搭建了基于固态电子的G波段太赫兹无线通信系统,通过采用比特-功率加载的离散多音(Bit and Power Loading-Discrete Multitone, BPL-DM)调制技术,实现了对系统频谱资源的有效利用;通过对通信速率的灵活调整、自适应削波和基于三阶多项式的后均衡技术,解决了峰值功率约束带来的挑战,提升了整体传输性能,实现了在195 GHz中心频率下,单通道130 Gbit/s的通信线路速率。基于以上技术,为进一步提升系统容量,搭建了4×4的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)太赫兹通信系统,总线路速率超过399 Gbit/s。

全双工水下无线光通信系统自干扰问题研究

针对全双工水下无线光通信(FD-UWOC)系统中存在的自干扰限制系统通信性能的问题,文章提出了一种双波长收发分离的方法。基于Monte Carlo数值仿真方法,在Jerlov I、Jerlov IB和Jerlov II 3种典型水质下,分析了自干扰对450 nm单波长、525 nm单波长和双波长FD-UWOC系统性能的影响情况。仿真结果表明,水质越差,自干扰越强,并且自干扰的增强会显著降低FD-UWOC的光信噪比(OSNR),进而限制了系统的最远传输距离;采用双波长收发分离方法的FD-UWOC系统相较于单波长FD-UWOC系统能带来约60 dB的OSNR提升,从而可以实现更远的传输距离,其中,在Jerlov II类水质下传输距离提升了80 m,并能在Jerlov I和Jerlov IB类水质下实现大于100 m的有效传输距离。这些结果在FD-UWOC系统设计中具有一定的参考意义。

基于BO-BiGRU的后均衡器在水下高速可见光通信系统中的应用

信号在水下可见光通信(UVLC)信道传输的过程中易受到非线性效应的影响,为了提高系统通信性能,对接收的信号进行均衡是至关重要的。提出了一种基于贝叶斯优化算法的双向门控循环单元(BO-BiGRU)模型作为UVLC系统中的后均衡器,其能够自动寻找模型最优超参数,以实现模型的最佳性能。BO-BiGRU模型应用于1.2 m水下实验平台,采用64正交调幅(QAM)-无载波幅相调制(CAPM),在系统的误码率(BER)低于3.8×10^(-3)的7%前向纠错(FEC)阈值的情况下,实现了3.10 Gbit/s的数据传输速率,比传统的后均衡方法提高了128 Mbit/s。

水下可见光通信星座几何整形和人工智能技术

水下可见光通信(UVLC)具有高传输速率、大容量、低延时和低成本等优势,已成为水下通信领域可行且很有吸引力的替代方案,应用前景广阔。然而,UVLC性能受到带宽、各种线性或非线性效应等瓶颈问题的局限。为了缓解这些问题,文章研究了基于几何整形的振幅移相键控(APSK)调制和编码映射,提出了基于双向循环神经网络(BRNN)的波形级后均衡器。此外,文章还提出了用基于深度神经网络(DNN)的波形到符号接收机来代替传统的匹配滤波、下采样和后均衡等操作。实验表明,与传统接收机相比,基于BRNN后均衡电压动态范围提升了170 mV(69%),基于DNN的波形到符号接收机电压动态范围提升了245 mV(100%)。实验结果证明,基于BRNN后均衡和基于DNN的波形到符号接收机能有效提升系统性能,是未来UVLC中很有前景的技术方案。

面向下一代移动通信的前传网络关键技术

下一代宽带移动通信的容量相对5G通信提升百倍至千倍,这对支撑其发展的前传光通信网络的物理基础提出了巨大的挑战。系统回顾和梳理了移动前传网络的需求、技术和实现架构等。以光纤无线融合接入为基础,重点针对数字前传技术、模拟前传技术和数模结合前传技术3类移动前传架构,围绕其网络架构、关键技术和未来发展方向进行了深入的分析和探讨,并对未来前传网络关键技术进行展望。本研究可为未来移动前传网络的研究提供参考。

超宽带可调谐SOA四波混频波长变换器的实验研究

基于半导体光放大器 (SOA)光纤环形激光器中的双泵浦四波混频效应 ,构成超宽带并且完全透明的波长变换器 ,成功实现 1 550 nm窗口 2 .5Gb/s信号的可调谐波长变换 ,变换效率在 50 nm范围内保持基本平坦 ,同时测出了 SOA增益和自发辐射 (ASE)噪音功率的关系 .实验结果表明 ,在一定限制条件下 。

高速可见光通信的前沿研究进展

本文立足于通信领域近年来备受关注的研究热点--可见光通信,阐述了其研究背景和基础系统架构,围绕材料器件、高速系统、异构网络、水下可见光通信和机器学习等五个前沿研究方向展开了对可见光通信研究进展的探讨,并概述了现阶段高速可见光通信技术面临的若干挑战。最后展望了可见光通信的前景:在未来万物互联的智能时代,可见光通信将以其高速传输的优势成为通信网络中不可缺少的一部分,与其它通信方式合作互补共同造福人类生活。

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.

基于非线性光纤环镜的全光波长变换器性能分析

非线性光纤环镜是一种很有前途的全光波长变换装置。介绍了利用光束传输法（ＢＰＭ） 对耦合非线性薛定谔方程组进行数值解析，详细讨论了对变换信号质量起作用的因素，包括泵浦光脉冲与信号光脉冲之间的走离和初始时延、光纤长度、向长波长变换和向短波长变换等。结果表明，适当的初始时延可以补偿走离的影响，适当增加光纤长度可以改善脉冲波形。

“极大似然估计”教学的诊断和策略研究——以贵州理工学院为例

贵州理工学院作为地方省属高校以培养高素质应用型人才为办学目标,对“概率论与数理统计”课程提出了新的要求。针对“极大似然估计”这一数理统计部分最重要的知识点之一,结合在实际教学过程中的经验,对“极大似然估计”在教学中存在的问题和现状进行了诊断和分析,然后详细研究了其存在的原因,最后给出了相关的教学策略和研究措施。

基于XGM的SOA波长变换器噪音特性分析及优化设计

利用动态载流子恢复时间可以精确模拟基于交叉增益调制的SOA全光波长变换器的饱和增益效应 ,本文将SOA分段ASE噪音功率和分段动态模型结合 ,得到沿长度分布的ASE噪音功率 ,并讨论了偏置电流、泵浦光和探测光的波长、功率、SOA长度对消光比和信噪比的影响 理论计算结果表明 ,大的偏置电流有利于提高消光比和信噪比 ;对于一定的输入波长 ,相对较大的泵浦光和相对较小的探测光变换效果好 ;

基于先进调制的高速可见光通信技术

基于发光二极管(LED)调制带宽限制了可见光通信(VLC)系统传输速率这一问题,从VLC系统的先进调制技术出发,探讨了类平衡-正交频分复用、无载波幅相调制和频域均衡单载波调制3种调制技术。对这3种调制技术原理和实验结果的分析与讨论,验证了先进调制技术在提升VLC系统传输容量上的可行性。

基于XGM的SOA波长变换器噪声特性分析及实验研究

本文将半导体光放大器的ASE噪声功率引入到SOA分段动态模型 ,得到随SOA长度变化的ASE噪声功率 ,并讨论了偏置电流、泵浦光功率、SOA长度对变换性能影响 .理论计算结果表明 ,大的偏置电流有利于提高消光比 (ER)和信噪比 (SNR) ;对于长度一定的SOA和一定的偏置电流 ,泵浦光功率存在最佳值 ;SOA长度存在信噪比最佳值 .我们对 2 5Gbit/sSDH信号进行了XGM方式波长变换 。

基于蓝绿光LED的水下可见光通信技术研究进展

水下可见光通信技术在近年来成为国际范围内的研究热点.本文对基于蓝绿光LED的水下可见光通信的关键技术进行了分析与讨论,介绍了近年来水下可见光通信的研究进展,并对基于蓝绿光LED的水下可见光通信关键技术进行了阐述,包括高谱效率的先进调制格式,基于数字信号处理的先进均衡技术,以及最新的基于机器学习的信号处理算法,希望可以为今后的水下可见光通信研究提供一定的参考.

可见光通信复用技术研究进展

随着对无线通信带宽需求的迅猛增长,人们对于高速数据接入的需求愈发迫切。借助可见光通信(VLC)复用技术可克服调制带宽约束,成倍提升VLC系统的传输容量,是目前VLC领域的研究热点。介绍了VLC复用技术的基本原理和关键技术,对近年来提出的多维复用技术和多输入多输出(MIMO)技术进行总结,并结合研究现状展望未来的发展方向。

LiFi:可见光通信技术发展现状与展望

近年来,随着半导体照明技术的普及,基于LED的可见光通信技术已经引起人们广泛的关注,并逐渐成为研究热点。本文将分析高速LED光通信技术的研究背景、系统架构、前沿研究,在前沿研究部分将着重介绍材料器件、高速系统、异构组网以及水下光通信系统等。同时分析高速LED光通信系统在高速化、集成化面临的问题与挑战,并给出相应的解决方案。最后,我们展望了高速LED光通信系统的前景:在未来6G时代,随着服务于各类场景的全频谱系统的建立,高速LED光通信技术作为系统不可或缺的一部分,将得到更多的关注与发展。

基于抗非线性SVM的几何整形可见光通信系统

非线性效应限制是高速可见光通信系统性能提升的一大瓶颈问题,为此提出将支持向量机(support vector machine, SVM)监督学习算法应用于几何整形可见光通信系统接收信号星座点的分类判决,将信号的同向分量和正交分量作为特征向量,建立最优分类界面,以降低非线性条件下星座点变形带来的符号误判,同时比较几种几何整形设计的性能.仿真分析和实验结果表明,SVM提升了非线性条件下系统的性能,在数据速率为1.2 Gbit/s的高速可见光通信传输中,圆-169几何整形16正交幅度调制(quadrature amplitude modulation,QAM)的符号误码性能最优.

面向6G的可见光通信

无线通信中的频段资源已经十分紧张,在6G复杂的通信环境下,传统的无线通信也难以达到全面的高速覆盖。可见光通信作为一种利用400~800 THz无须授权频段的高速通信技术,将在6G网络中担任重要的角色。从器件、速率、特殊场景应用、异构组网和高速光互联5个方面讨论了可见光通信的进展,并介绍了现阶段面临的挑战和对未来的展望。

高速可见光通信技术的挑战与展望

目前,高速可见光通信(VLC)系统在器件、算法、组网等方面均存在着一定的技术瓶颈,需要有针对性地突破这些瓶颈,进一步提升其系统速率,使之在未来B5G/6G架构中发挥重要作用。阐述了现阶段高速可见光通信面临的若干挑战,并对其未来前景提出了展望。