大气湍流斜路径信道FSOC的中断概率研究

自由空间光通信(FSOC)具有通信容量大、信息传输快等优点,在未来大数据时代中有着巨大的应用价值。激光作为携带信息的载波,在大气中传输时受到大气湍流的严重影响,会使光通信系统的稳定性和可靠性得不到保证。文中研究了在斜路径信道上,自由空间光通信系统的中断概率受大气湍流的影响,数值模拟分析了平面波、球面波和高斯波为信息载波时,大气湍流强度、内尺度和外尺度、传输距离、天顶角、波长等参数对FSOC系统中断概率的影响机理。研究结果可以为将来实现全光网络设计自由空间光通信系统提供有益的理论参考。

自由空间光通信中的带符号光正交空间调制

【目的】针对光正交空间调制(OQSM)中频谱效率较低和系统吞吐量受限的问题,文章在自由空间光通信(FSOC)中提出了一种带符号的光正交空间调制(SOQSM)方案;另外,针对OQSM性能分析时所用信道不适合所有湍流的情况,文章采取适合所有湍流强度的Málaga信道对系统的误码性能进行分析。【方法】首先,该方案在发送端将输入的二进制比特流划分为5个部分,第1个部分用于星座符号映射,后4个部分用于激光器映射;然后,星座符号映射用于传输星座符号及其逆符号的实部和虚部;激光器映射分为同相相位与正交相位两部分,用于激活激光器的序列映射;最后,通过信道进行传输,在接收端进行信号的接收和处理。【结果】相比OQSM,SOQSM在一个传输周期内空间域额外携带了2log2 Nt比特的信息,并在符号域和空间域分别计算出平均误码率上界,最终得到SOQSM方案的平均误码率上界,其中计算平均误码率上界的方法具有较好的收敛性。该方案较大程度地提高了系统的频谱效率和传输速率,拥有较好的误码性能。【结论】蒙特卡洛仿真结果表明:在频谱效率相同时,相比光空间调制(OSM)和OQSM,SOQSM方案的误码性能更好,能在信噪比为16 dB时就达到10-6;当调制阶数相同时,SOQSM的误码性能更优,特别是在高信噪比时,仿真与理论契合度较高。在Málaga信道中弱湍流的误码性能更好;另外,不同湍流强度对SOQSM方案误码性能趋势的影响较小,但随着信噪比提高,影响会逐渐增大。因此,SOQSM相比OQSM和OSM具有更好的误码性能。

采用分段阈值的自由空间光通信性能优化

激光在大气信道中传输时易受到大气湍流等影响,导致接收机对开关键控(On-Off Keying,OOK)信号发生错误判决,进而产生误码率门限,严重恶化了自由空间光通信(Fee Space Optical Communication,FSOC)的传输性能。采用自适应阈值进行判决虽然能抑制误码率门限,但是需已知比特级(ns级)的信道状态信息(Channel State Information,CSI),在高速激光通信中难以实现。基于大气信道的缓慢变化特征,对接收信号按照亚毫秒级时隙(0.01 ms级)进行分段检测,降低了高速信号的检测难度,并通过优化误码率求解出了最佳的分段阈值,从而抑制了误码率门限现象。与此同时,提出了正交偏振态导频光与信号光同传的系统方案,以估计大气信道模型与接收信号的分段阈值。仿真结果表明,在Log-Normal大气信道模型下,该方法虽然引入了3~6 dB的光功率损耗,但是有效抑制了误码率门限,且仅需估计毫秒级的CSI,降低了阈值判决的实现难度。

基于可靠性的自由空间光网络路由算法

自由空间光(FSO)网络容易受天气等因素影响造成网络中断。为了提高光网络可靠性,同时均衡网络能耗,延长网络生命周期,首先综合考虑接收光信号强度和中断概率建立可靠性模型,利用可靠性模型对直传和中继链路方式进行对比分析,获取选择直传和中继方式的距离阈值。然后针对网络能耗均衡问题,考虑节点能量进行簇头选举,提出光学中继的能耗均衡路由算法(BEC-ORM)。最后利用Matlab仿真平台求取了BEC-ORM算法选择通信方式的距离阈值,以及最佳的簇头比例。同其他算法对比分析,结果表明该算法能有效提高自由空间光网络的可靠性和能耗均衡性。

卫星相干激光通信系统与技术发展

自由空间光通信(Free Space Optical Communication,FSOC)尤其是基于相干体制的卫星激光通信,正逐渐成为突破微波通信瓶颈、建设天地一体化网络、实现高速数据传输的重要手段。总结了欧空局、德国、日本及国内卫星相干激光通信的重要进展,给出了成功验证的相干激光通信系统的激光器、传输速率、多普勒频移补偿范围等参数,重点分析了基于Costas光锁相环(Optical Phase-Locked Loop,OPLL)技术的零差相干激光通信系统,并提炼出关键技术以及未来星间相干激光通信的发展趋势,可为卫星相干激光通信的研究提供一定的参考。

一种模拟波浪中船载光通信机运动的实验平台

描述了在实验室条件下、自行研制的一种模拟波浪中船载光通信机运动的实验平台。该平台由水平移动台、垂直升降台、旋转台和摆动台组成;在计算机控制下,根据海浪运动谱,采用线性系统理论建立船舶摇荡运动模型,模拟波浪中船载光通信机的运动;并以横摇运动为例,给出了它的一个运动实现。

船舶大气激光通信用模拟平台研究与实验

根据船舶运动方程,采用线性系统理论分析船舶在波浪中的摇荡运动规律。通过使用水平移动台、垂直升降台、旋转台和摆动台组成的运动平台来模拟船舶在波浪中运动时通讯机的运动,并以横摇运动为例给出它的一个运动实现,为在实验室条件下研究船舶大气激光通信提供实验平台。

激光通信系统中的光源调制技术研究

在信息技术、网络技术、激光器及探测器技术的高速发展和推动下,激光通信作为一种频带宽、速度快、不受电磁干扰和高保密性的通信技术方兴未艾,在军事和民用领域都具有巨大应用潜力。光源和探测器是激光通信系统中影响通信速率、通信距离和误码率的关键因素。本文论述了激光通信系统中光源的选择及针对选用的光源所采用的几种常用调制方式,并对各种调制方式在平均功率消耗、平均带宽需求及包误码率方面进行了对比。

美国金融稳定监督委员会的经验借鉴及启示

2008年全球金融危机发生的重要原因是过于注重微观审慎监管而忽视了宏观审慎监管,未能监测到系统性风险。而金融危机都是治理的危机,因此,后危机时代金融监管改革的重要举措是调整制度和机构设计,填补监管空白。我国国务院金融稳定与发展委员会就承担着防范系统性风险和维护金融稳定的重任。本文通过解读美国金融稳定监督委员会(FSOC)在组织架构制定、职责划分、运行程序等方面的做法和经验,结合我国国务院金融稳定发展委员会("金稳会")的工作,提出了一些建设性的意见。

大气湍流对基于轨道角动量的自由空间光通信影响及解决方案综述

基于轨道角动量(OAM)的自由空间光通信(FSOC)具有通信容量大、信息传输快等优点。FSOC系统以大气作为传输媒介,受大气吸收、散射等影响,OAM光束传输质量严重下降。从OAM复用技术和大气湍流模型出发,综述了大气湍流强度对OAM空间光通信系统传输误码率和信道容量影响的研究现状,在此基础上综述多入多出均衡技术及自适应光学技术研究现状,并分析比较了两种技术中不同算法对大气湍流影响的抑制效果,对技术发展现状进行了展望。

美国金融稳定监督委员会的运转模式、成就及启示

2010年美国成立金融稳定监督委员会(FSOC),开始对金融机构实行宏观审慎监管,将应对并化解系统性金融风险这一成立初衷贯彻到底,在维护美国金融系统稳定和防范金融风险方面发挥了重要作用。本文在剖析美国金融稳定监督委员会的运转模式、运作机制,以及梳理总结其发展历程与所取得成就基础之上,总结出美国金融稳定监督委员会运转的经验,以期为中央金融委员会和中央金融工作委员会运转提供经验借鉴。具体包括:审慎处理“多重”关系,明晰职责定位;实施层级化人员组织架构,提高宏观审慎监管效率;保持各部门间信息畅通,消除宏观审慎监管盲区;坚持“原则公开,例外保密”原则,建立公开透明制度。

自由空间光通信的基本技术

自由空间光通信(FSOC,Free Space OpticalCommunication),或称无线光通信、无纤光通信,这是以激光作为信息载体、不需要任何有线信道为传输媒介的通信方式,可用于空间及地面间通信。其传输特点是光束以直线传播。一、自由空间光通信的原理FSOC技术以小功率的红外激光束为载体,在位于楼顶或窗外的收发器间传输数据。

美国实施沃尔克规则的最新进展与启示

沃尔克规则是美国金融监管改革法案的重要内容之一。作为对美国1999年金融服务现代化法所确立的允许商业银行综合经营这一原则的重要修正,沃尔克规则的实施将对美国乃至全球商业银行的发展模式、金融市场环境和竞争力产生重大影响。本文对沃尔克规则提出的背景、主要内容、最新实施进展、可能影响及对我国的启示等问题进行了研究,指出如何区分合法自营交易与非法自营交易是沃尔克规则实施中的最大难题,我国银行业应在重新审视功能与业务定位基础上,审慎推进综合经营,全面加强对自营交易业务的监管。

海浪中船载激光通讯机运动模拟

大气激光通信具有抗电磁干扰能力强、保密性高等优点,是船舶问通信的一个重要手段。根据船舶的运动方程,采用线性系统理论分析,给出了船载激光通讯机在风浪中的运动规律,对于进一步实验研制船载激光通信系统有重要意义。