对非相干光纤激光组束系统最大阵列宽度的研究

光纤激光组束系统的最大阵列宽度决定着可参与组束的光纤激光器个数,从而制约着组束激光的输出功率.通过对组束系统耦合效率的分析,光斑半径应不超过100μm,透镜焦距不超过20cm.在此条件下,组束系统的最大阵列宽度约为0.6cm.     

一种改善TCP性能的链路层重传方案

有线网络中TCP拥塞控制机制是建立在网络丢包的基础之上的,所以该机制不能适应无线网络中高误码率造成的无线链路丢包的情况。无线链路层重传技术是改善网络性能因无线信道误码率较高而下降的一项重要措施。文中研究了WCDMA无线网络中链路层重传技术对无线TCP数据传输的影响,比较两种重传方案,通过OPNET仿真技术对其进行仿真比较,得出其中一种更有效的改善TCP传输性能的方案。     

基于SC分集的混合FSO/RF航空通信系统性能分析

研究了基于选择合并(SC)分集的混合激光/射频(FSO/RF)航空通信系统性能,该系统设计简单且在发射端无需信道状态信息(CSI)。激光链路服从平均孔径效应下的Exponentiated Weibull大气湍流分布模型,射频采用Nakagami-m衰落信道模型,推导求出混合FSO/RF航空通信系统接收端信噪比的累积分布函数,进一步利用Meijer′s G函数推导了混合FSO/RF通信系统中断概率以及平均误码率的闭合表达式,通过仿真对比分析了不同湍流强度、调制方式及分集通信方案对系统中断、误码性能的影响。仿真结果表明,混合FSO/RF航空通信系统有效地利用了FSO及RF链路在不同大气信道条件下的互补性质,具有更优的中断和误码性能;采用BPSK调制能有效降低大气湍流对混合FSO/RF航空通信系统的影响;信噪比高时,并行传输、分集接收的通信方案对系统误码性能的改善要优于低阶调制对误码性能的改善。     

地基激光辐照近地轨道小尺度空间碎片作用规律研究

通过研究脉冲激光与铝靶碎片的膨胀运动以及冲量耦合的相互作用,仿真分析了铝靶碎片在等离子体作用下的速度和压力时空分布规律以及冲量耦合系数与激光功率密度之间的定量关系;在此基础上,建立了基于地基的脉冲激光辐照近地轨道小尺度空间碎片动力学变轨仿真模型,模拟研究了近地轨道小尺度空间碎片移除过程中轨道偏心率与近地点高度随激光脉冲数目变化的影响规律。结果表明:在最优冲量耦合系数作用下,当脉冲数目达到180次轨道偏心率为0.071时,基于此文的条件可实现近地轨道小尺度空间碎片的有效移除。预期成果可为高能激光移除近地空间碎片技术的应用提供技术指导。     

对非相干光纤激光组束耦合效率的仿真研究

为了提高非相干光纤激光组束系统的耦合效率,需要分析影响耦合效率的各参数.理论分析及仿真研究结果表明,较小的高斯模场纵向偏移、离焦度和透镜焦距,较大的光栅周期对提高耦合效率是有利的,并且还存在最佳的光斑半径.在优化的系统参数基础上,系统的平均耦合效率可以达到58.1%.     

基于Round-Robin方法的星载光交换混合门限组装算法研究

根据卫星光交换网络的高带宽、低丢包率和高链路利用率应用需求,结合现有的地面光交换组装算法,提出了一种新的基于混合门限和轮询方式的星载光交换组装算法。算法首先按照优先级缓存分组,再按照混合门限和轮询方式组装IP分组,减少突发数据包的空闲率,提高了链路利用率。理论分析与仿真证明该算法计算复杂度与轮询方式相同,突发数据包空闲率低于10-4,丢包率在负载为0.5时平均达到10-6,适用于星载光交换系统。     

基于光载波抑制调制的星间微波光子下变频研究

针对卫星通信中微波信号光学处理问题,建立了星间微波光子下变频系统模型,采用两个双电极马赫-曾德尔调制器(DE-MZM)并联形式,以光载波抑制(DCS)方式实现了星间微波信号的光域放大、传输和下变频。利用贝塞尔函数展开分析了下变频系统中信号和各噪声分量,对射频本振信号功率进行了优化,仿真研究了调制器直流偏置漂移、移相器相移误差和发射光功率对系统性能的影响。结果表明,调制器直流偏置相位漂移小于5℃时输出载噪比(CNR)恶化小于0.05 dB,移相器相移误差小于5℃时输出CNR恶化小于0.02 dB,系统具有较高稳定性;当发射功率为10.48 dB时,输出CNR达31.33 dB,系统能够满足输出CNR要求。     

单光子双比特量子密钥分发量子误码分析

对基于偏振-相位混合调制的单光子双比特方案进行了分析和改进。建立了偏振态输入输出模型,从理论分析了光纤Mach-Zehnder(M-Z)干涉环对偏振态的影响,仿真分析了偏振基矢与快慢轴对准误差以及快慢轴相位差引入的偏振编码量子误码率(BER),进而推导出了偏振-相位混合调制的光子偏振态保持条件。偏振编码的量子误码率受到M-Z干涉仪的影响非常大。理论分析表明,偏振态的抖动不仅来源于光纤的折射率,还受到偏振态未对准光纤快慢轴的影响。给出了一些重要的偏振态保持条件。仿真表明当ρ和θ小于0.2rad,偏振态量子误码率小于0.015,当ρ和θ小于0.4rad时,偏振态量子误码率小于0.06。这对于单光子双比特的量子密钥系统的误码率(<11%)要求来说,2%～5%的误码率是能够接受的。     

任意偏置点的电光调制器自动偏置控制方法

为了实现对双电极马赫-曾德尔电光调制器任意直流偏置点的自动偏置控制,采用在闭环控制基础上,引入一个可调移相器使不同直流偏置点处误差信号相同的方法,理论分析了可调移相器相移量与直流偏置相位的关系,仿真得到对于不同偏置点,当调制器直流偏置相位漂移达-0.15rad~0.08rad,移相器引入附加相位漂移-0.55rad~0.55rad时,经偏置控制后相位漂移被限制在-3.010-4rad~1.710-4rad范围内。结果表明,该方法有效实现了对电光调制器任意直流偏置点的自动偏置控制。     

一种基于SOA非线性效应的星上全光再生波长转换方案

为了解决分布式卫星光网络中频繁的信息交换和多跳转发导致信号损伤和信道拥塞严重的问题,提出了一种无需独立探测光源的再生波长转换方案。利用半导体光放大器(SOA)自相位调制(SPM)效应对光信号频谱进行展宽,再经偏移滤波后取出预变换信号;在此基础上,以预变换信号为探测光,通过SOA的四波混频(FWM)效应实现对原始信号的波长变换。研究结果表明,本文方案功率转换效率可达到23dB以上,当输入信号功率小于-23dBm时,输出信号Q因子改善超过3dB。