基于图像处理的可见光通信自动对准系统

为提高可见光下行链路的通信质量，文中搭建了基于OpenMV的可见光通信自动对准系统。该系统基于图像处理和颜色识别等技术，实现室内白光LED(Light Emitting Diode)的自动识别。系统通过灰度质心法确定白光LED的质心坐标，并使用PID(Proportional Integral Differential)算法驱动舵机实现室内白光LED的跟踪。实验结果表明，在接收距离2 m处，可见光通信自动对准系统能在多种运动轨迹下实现白光LED的自动对准，最大对准角度误差小于0.534°。此外，无论是白光LED被遮挡还是存在干扰光源，系统仍能保持良好的跟踪效果，表明系统具有良好的鲁棒性。     

大动态能量自适应蓝/绿激光探测方法

针对水下无线光通信链路中近距功率饱和与远距功率不足导致的光信号采集失效的难题,提出一种大动态能量自适应蓝/绿激光探测方法。该方法在水下无线光通信系统中加入由电控液晶光阀、可调增益光电倍增管及FPGA板卡组成的增益可控探测模块,该模块在链路功率和探测器增益两个维度对通信链路形成闭环调控,以保证光电倍增管始终工作在最优状态,从而实现水下远距离、高速、大动态范围无线光通信。     

小型变焦无线光通信终端ATP技术研究

通信目标光学捕获对准技术不依赖GPS和无线通讯手段、不易受强电磁环境的干扰,是发展轻小型化激光通信的重要方向。本文针对轻小型化无线光通信终端天线展开研究,设计了切换变焦形式的光学天线,构建了以变焦光学天线为基础的无线光通信终端模型,通过链路功率核算,验证了变焦前信标光和变焦后通信光链路的有效性。本设计为激光通信系统的便携式应用提供重要技术支撑。     

一种用於空间光通信系统的FSOP及应用

提出一种可用于空间光通信系统的通信协议(FSOP)。该协议在光路的物理连接之上建立一种可进行数据传输的逻辑链路,该链路具有数据实时备份、出错即时恢复等机制以保证传输数据的安全与可靠。本文提供的通信协议可以弥补空间光通信系统的通信质量易受外部环境影响而容易出错的不足,使光通信系统真正具有和光纤可相比较的传输稳定性和可靠性。同时可用於具有移动平台之光通信系统上。     

解码转发方案下混合RF-UWOC传输系统的性能分析

本文研究了解码转发(Decode-and-Forward,DF)方案下的混合射频/水下无线光通信(Radio Frequency-Underwater Wireless Optical Communication,RF-UWOC)系统的性能,其中RF链路服从广义K(Generalized-K,GK)衰落,UWOC链路服...     

无线光通信GPS辅助定点捕获实验研究

针对无线光通信对快速、精准的光束对准技术需求,为减小系统链路建立时间,增加捕获可靠性,提出将GPS技术应用于光通信实验系统中。以TMS320F2312为控制核心,可根据实时GPS坐标解算出需调整的方位及俯仰角,进而驱动二维转台完成初始捕获,据此进行了多次初始捕获实验。结果表明,采用GPS导航定位技术,可快速实现信标光的初始捕获,且具有较高的捕获成功概率。     

无线光通信技术应用于“最后一公里接入”

无线光通信技术(Free Space Optical Communication,FSO)是激光信号直接对准传输的技术。无线光通信技术具有安装方便快捷、适应各种地形、带宽大、无电磁辐射、抗电磁干扰、机动灵活、成本低等特点,成为不便敷设光缆场合的有效补充手段,有效解决光纤入户的"最后一公里接入"。     

无线光通信中RCPT/ARQ自适应 差错控制机制的研究

为了克服无线光通信中的光强闪烁、大气衰减等信道干扰,本文结合无线光信道下Turbo码迭代译码算法,分析了RCPT码的穿孔图案特性,在此基础上完整给出了无线光通信系统RCPT/ARQ自适应差错控制方案,仿真表明RCPT/ARQ自适应差错控制方案显著提高了链路的吞吐量和稳定性.同时结合无线光信道的特性,提出了RCPT/ARQ机制下的排序重发策略,进一步优化系统在恶劣信道条件下的链路吞吐量.     

大气对近地面无线激光通信链路的影响

由于无线光通信有通信容量大,保密性好,抗电磁干扰,结构简单等优点,近年来随着适合无线光通信应用的先进通信电子设备等技术的成熟,又掀起了对其研究的热潮,无线光通信被视为下一代光通信的发展方向之一。首先指出了无线光通信的技术优势并回顾了其发展史,阐述了大气对近地面无线激光通信系统链路的影响,重点研究了大气的衰减和大气湍流效应中的光强(大气) 闪烁、光束弯曲和漂移及光束展宽,并对大气闪烁进行了仿真。最后对近地面无线光通信进行了展望。     

大气对近地面无线激光通信链路的影响

由于无线光通信有通信容量大,保密性好,抗电磁干扰,结构简单等优点,近年来随着适合无线光通信应用的先进通信电子设备等技术的成熟,又掀起了对其研究的热潮,无线光通信被视为下一代光通信的发展方向之一。首先指出了无线光通信的技术优势并回顾了其发展史,阐述了大气对近地面无线激光通信系统链路的影响,重点研究了大气的衰减和大气湍流效应中的光强(大气)闪烁、光束弯曲和漂移及光束展宽,并对大气闪烁进行了仿真。最后对近地面无线光通信进行了展望。     

远红外无线光通信地-空斜程传输特性研究

随着空中平台的发展,无线光通信在斜向路径的应用需求也逐渐增多,但是大气效应 对当前近红外系统的性能依然有较大影响。针对这一问题,本文提出使用远红外作为地-空 斜程无线光通信系统的工作波长,基于物理模型和弱波动理论对远红外系统在地-空斜程上 、下行链路中的传输损耗、光强闪烁指数和误码率(bit error rate, BER)进行了研究,并对天顶角、大气能见度、 传输距离、系统信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)等影响远红外无线激光通信系统性能的因素进行了数值仿真。结果表 明,在地-空斜程通信链路中,远红外在低能见度的恶劣天气下具有明显的传输优势;在天 顶角大于30°的远距离传输中具有较强的抗湍流能力;且在开关键(on-off keying, OOK)控调制方式下,系统BER随SNR的增大减小迅速。     

激光跨介质通信中跳时隙的编解码方法

跨介质无线光信道环境下散射吸收效应的出现会产生光强闪烁和光束漂移,造成激光光束传输性能下降,对数据传输产生干扰。为降低信息传输丢失概率、实现快速帧同步,提出一种跳时隙的脉冲位置调制编解码方法,通过研究跳时隙PPM编解码、信息组帧和传输技术,探讨系统实现方案。测试结果表明,采用跳时隙PPM字节组帧的信息传输技术,可进一步提升无线光信号传输抗干扰能力,收发双方依据约定的跳时隙通信规则,包括时隙类型组合、帧同步方式,有利于减小系统信息传输中被截获破译的机率,从而实现快速可靠通信。     

一种改进的OFDM水下可见光无线通信系统

在水下直流偏置光无线通信正交频分复用(UOWC-DCO-OFDM)系统中, 为了保证光信号在发射端具有较低峰均比(PAPR)并在水下可进行远距离低误比特率传输,采用了子载波预留、最小二乘算法(TR-LSA)与压扩变换相结合的方法,同时运用优化的神经网络对水下环境进行信道估计,并基于该方法在接收端设计信道均衡器,以应对水下环境对光信号的强衰减。结果表明,UOWC-DCO-OFDM系统的PAPR降低9dB,且在信噪比为10dB时误比特率低于10-3,达到水下无线光通信的误比特率标准。该系统可实现光信号水下远距离、低误比特率传输。     

面向水下机器人协同的LiFi通信技术研究

针对水下机器人在进行船舶无损检测和清污协同作业时出现的通信受干扰和传输延迟等问题,提出了一种基于LiFi通信技术的水下机器人协同作业的解决方案。将水下机器人载有的照明灯作为信号源,通过调制器将数据调制后以LED灯亮灭的形式发送,在另一个水下机器人上载有接收光载波信号的光电接收器,通过解调获取光信息。实验结果表明,LiFi通信具有传输数据快,安全性高,电磁干扰小,成本低廉等特点,提高了水下机器人的协同能力、信息安全性和精确性。     

基于光电倍增管的自动增益控制技术研究

为了压缩水下无线光通信系统中接收光信号的动态范围、提高有效通信距离,从自动增益控制技术的基础理论入手,利用光电倍增管增益可随工作电压改变的特性,设计出基于光电倍增管实现的自动增益控制电路,其数字控制部分以单片机为核心,并在空气中模拟水下实验。结果表明,该电路可以对接收光信号实现40dB的压缩,提高了水下无线光通信的有效范围。     

卫星星内漫反射无线光通信系统设计

卫星星内漫反射无线光通信系统利用漫反射光作为传输介质替代传统的有线电缆,对卫星的减重、降能耗发挥了巨大作用,并可简化卫星在组装、集成和测试(AIT)阶段的工作。分析和仿真了卫星星内空间漫反射光传输链路。通过使用红外LED发射光信号,PIN光电二极管接收光信号来完成光电信号之间的转换,并结合CAN总线通信系统,设计了一套卫星星内无线光通信系统。系统在星内空间模拟平台上进行测试,实现了可视链路上1M波特率和非可视漫反射链路上500K波特率的稳定通信。     

Performance Evaluation of Short Range Underwater Optical Wireless Communications for Different Ocean Water Types

This paper has presented our interesting in wireless underwater communications for different ocean water types. Recent interest in ocean exploration has brought about a desire for developing wireless communication techniques in this challenging environment. Due to its high attenuation in water, a radio frequency (RF) carrier is not the optimum choice. Acoustic techniques have made tremendous progress in establishing wireless underwater links, but they are ultimately limited in bandwidth. In traditional communication systems, constructing a link budget is often relatively straight forward. In the case of underwater optical systems the variations in the optical properties of ocean water lead to interesting problems when considering the feasibility and reliability of underwater optical links. The main focus of this paper is to construct an underwater link budget which includes the effects of scattering and absorption of realistic ocean water. As well as we have developed the underwater optical wireless communication systems to have shorter ranges, that can provide higher bandwidth (up to several hundred Mbit/s) communications by the assistant of exciting high brightness blue LED sources, and laser diodes suggest that high speed optical links can be viable for short range application. The received signal power, signal to noise ratio, bit error rate, transmitted signal bandwidth, and transmission bit rates are the major interesting parameters for different ocean water mediums as a criteria of the best signal transmission characteristics of short wireless optical communications over wide range of the affecting parameters.     

基于无线通信的远程称重监控系统设计

为了实现对远端现场设备的自动监控,将自动称重控制技术和无线通信技术融合,给出了一种基于嵌入式平台和无线通信模块的设计方案。该方案采用C8051F060单片机和无线射频收发芯片CC1101为主要器件组成无线监控系统,该系统由信号采集模块、无线传输模块、上位机监控管理等三部分组成。通过无线通信的方式对远程称量设备进行监测和控制,为无线远程自动称量和管理提供了新的途径。     

基于信道统计的数据链频谱感知和自适应变速技术

针对当前通信技术静态频谱分配的有限频谱资源问题，借鉴认知无线电系统相关技术，以具体项目为依托，针对干扰和变距情况下数据链系统的正常通信问题，设计有限频谱的动态感知和自适应变速算法，并在数据链实物端机上进行验证与测试，达到系统预期效果，实现自动、自适应、动态可靠的通信保障。