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期刊信息/Journal information
光通信研究
武汉邮电科学研究院企管部
光通信研究

武汉邮电科学研究院企管部

毛谦

双月刊

1005-8788

bjb@wri.com.cn

027-87691537

430074

武汉市洪山区邮科院路88号

光通信研究/Journal Study on Optical CommunicationsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是武汉邮电科学研究院主办的光通信专业刊物，是我国最早创办的以高新技术光纤通信为内容的科技期刊。宗旨为在坚持党的基本路线原则的前提下，活跃光通信领域的学术研究和技术交流，促进我国光通信事业的发展。主要刊载光通信领域的学术论文、研究成果的技术报告、工程设计技术方案、施工及维护经验，综述国内外光纤通信技术的最新进展和有关理论及最新动态等。面向从事光纤通信工作以及相关学科的科研、设计、生产、施工、维护等方面的科技人员和大专院校师生。本刊是湖北省、信息产业部优秀科技期刊，中文核心期刊。
正式出版
收录年代

    光纤布拉格光栅压力传感技术与应用进展

    丁宝艳赵强陈东营杜大伟...
    71-82页
    查看更多>>摘要：光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器具有水下无源、耐腐蚀、重量轻、成本低和抗电磁干扰等优点,应用广泛.文章简要介绍了FBG压力传感的基本原理,概述了FBG的写制技术、压力传感及增敏技术、温度补偿技术的发展现状,总结了近几年FBG压力传感器在海洋深度、湖泊液位测量、油气管道压力测量和岩土压力监测领域的应用进展,最后对FBG压力传感技术进行了展望.

    光纤布拉格光栅压力传感增敏温度补偿

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    回音壁模式光学微腔及其应用研究进展

    黄嘉祺邹辉
    83-91页
    查看更多>>摘要：近年来,高品质因子的回音壁模式(WGM)光学微腔发展迅速,成为光学和物理领域的热点研究.光学微腔是一种微型光学元件,由于其微小的尺寸和高品质因子,可以加强光与物质的相互作用并使光在其中长时间存留.WGM光学微腔是光学微腔的典型代表之一,具有体积小、灵敏度高和寿命长等优点,目前,基于WGM光学微腔的应用主要集中在各类传感、激光器和滤波器等领域.然而,当前对WGM光学微腔的研究还未实现大规模生产,仅处于实验室研究阶段,工业化生产还存在成本高、制作工艺困难等缺点.文章重点介绍了 WGM 光学微腔的研究进展,阐述了回音壁材料对 Q值的影响,近几年WGM光学微腔在传感、激光器和滤波器领域的应用,并提出了在可能实现全光网络的未来WGM光学微腔存在的挑战及进一步研究方向.对于后续研究,文章认为首先需降低成本、缩短时间,提高制备工艺的精度和效率;其次,需要解决微腔与光学器件耦合的问题,提高耦合效率并提高抗干扰能力;最后,需要解决腔体对环境的敏感性问题,以确保微腔在制备滤波器等器件时具有良好的稳定性.

    回音壁模式高品质因子光学微腔传感

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    海底光缆系统经济性建模及快速规划算法

    高雯静高冠军
    92-98页
    查看更多>>摘要：[目的]海底光缆在国际通信链路中占据主导地位,在进行海底光缆通信系统的规划时往往是根据经验确定几组可能的方案,然后比选出传输性能和投资成本相对较优的方案.然而,随着通信设备和通信技术的发展,可选的调制格式和光纤数量不断增加,备选方案数量较多,无法快速确定最优方案.因此,有必要建立一个海底光缆通信系统的成本最优化模型,求解成本最优的系统规划方案.[方法]针对海底光缆通信系统中的系统规划配置问题,以跨段距离、光纤类型、光纤纤对数量、中继器输出功率、调制格式和实用信道数为研究变量,建立一个以传输性能、传输容量和供电电压为约束条件的成本最优化模型,利用级联遗传-字典序法对成本最优化模型进行求解计算.[结果]结果表明,文章所提优化算法与全遍历算法的规划结果差异不超过 0.34%,但该优化算法运算次数远少于全遍历算法的运算次数,仅为全遍历算法的 1/100.其次,级联遗传-字典序法的运算次数受变量范围的影响小于全遍历算法.最后,通过对比不同跨段距离下海底光缆通信系统的最优成本,发现其规划结果不具有规律性.[结论]各个设计变量之间相互影响,系统的最优成本设计无法根据经验得到,需要建立模型求解;文章采用的算法不仅运算结果精确,而且运算次数较少.

    海底光缆通信系统经济性建模遗传算法字典序法

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    基于多波束/TDOA技术的双星干扰源定位

    葛明昊赵来定张更新
    99-105页
    查看更多>>摘要：单星多波束干扰源定位方法需要在 3 个以上的同频波束都能接收到干扰源信号的情况下才能实现定位.由于同频波束的数量有限以及干扰源位置的随机性,往往会出现能接收到干扰源信号的同频波束少于 3 个,或接收增益过低影响定位精度的情况.[目的]针对只有两个可用波束的定位问题以及进一步提高干扰源的定位精度,提出了通过邻星与主星建立基于多波束天线与到达时间差(TDOA)技术的双星联合定位模型.[方法]通过建立双星联合定位模型,并联立出定位方程组证明了该模型的可行性.同时,基于定位几何稀疏精度因子(GDOP)对定位模型的接收增益误差、波束指向误差、到达时间差误差以及位置预测误差 4 个方面进行了定位误差分析,并使用Matlab进行仿真对比.[结果]仿真实验表明,基于多波束天线与TDOA技术的双星联合定位方法的定位精度明显优于传统的单星多波束定位方法.[结论]基于多波束天线与TDOA技术的双星联合定位方法利用了TDOA对定位精度影响较小的优势,使其代替部分波束参与到卫星定位中,不仅减少了对定位波束数量的需求,而且减少了测量增益的误差与波束指向的误差,大大提高了定位的精度并提升了可靠性,较单星多波束定位更具优势.

    双星定位技术干扰源定位多波束天线到达时间差

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    基于加窗互模糊函数估计的卫星搜救定位技术

    郑超屈德新张更新
    106-112页
    查看更多>>摘要：[目的]随着卫星技术的不断发展,将卫星应用于地面信息网络低覆盖区域进行人员搜救已普及,卫星搜救定位技术作为人员和设施位置指示的有效手段,广泛应用于海上、航空和个人遇险救援行动.而全球卫星搜救系统的发展和研究中,搜救源高精度和快速的定位是其主要目标.[方法]针对卫星搜救信号突发特点,采用双星时频差定位作为卫星搜救定位方法,其所需的到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)参数估计是提高定位精度的关键.为了提高双星时频差定位技术的参数估计性能和定位精度,文章提出了一种基于时域加窗的互模糊函数(CAF)时频差估计搜救定位技术方案,通过时域加窗CAF来提高时频差估计的精准度,并利用估计值代入双星时频差定位方程组从而解算出搜救信号源位置,即通过高效地提高时频差参数估计精度达到定位精度提高的目的,以准确找到搜救源.[结果]仿真结果表明,加窗下的CAF时频差参数估计方法可用于搜救定位中,能够获得精确时频差估计值,且加入傅里叶变换后可以减少参数估计时间,进而优化定位性能.将时差误差控制在 4μs内、频差误差控制在 0.2 Hz以内时,定位精度可以达到千米量级.[结论]文章所提方案并入卫星搜救定位技术后定位性能得到改善,能够支持卫星搜救定位技术在搜救系统中的应用,算法结构简单,复杂度低,具有实际可行性.

    卫星搜救定位加窗互模糊函数时频差估计搜救信号

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    基于低轨卫星PCMA信号的信道估计算法研究

    王宇琦江诗禹刘子威张更新...
    113-118页
    查看更多>>摘要：[目的]随着天地一体化信息网络的发展,低轨卫星通信系统迎来发展热潮,成对载波多址(PCMA)技术凭借其节省带宽资源的优点也逐渐向低轨卫星通信发展.然而,传统PCMA技术多用于高轨卫星中,无法适应低轨卫星信道高动态的衰落信道特性,使得PCMA接收端误码性能大大下降,其中的瓶颈在于重叠信号的信道估计与均衡技术.[方法]针对低轨卫星信道特点,文章提出了一种联合训练序列估计与自回归(AR)模型预测的信道估计方案.借鉴叠加训练序列信道估计的思想,引入了适用于PCMA混合信号信道估计的迭代方法,通过迭代提升训练序列信道估计的精确度;并利用AR模型实时预测数据序列的信道状态信息(CSI),同时也通过AR模型预测达到降低训练序列信道估计频次的目的,以适应低轨卫星信道的动态性.[结果]仿真结果表明,叠加训练序列信道估计的思路可以适用于PCMA信号中,经过迭代可以获得精确信道估计值.文章所提方法可以有效提高信道估计的精确性,且经过信号分离以及解调后,在信噪比>9 dB时误码率可以达到 10-3 量级.[结论]文章所提信道估计方案并入PCMA接收方案中后,误码率损失在可接受范围内,可以支持PCMA技术在低轨卫星通信中的应用,算法结构简单,复杂度低,具有实际可行性.

    低轨卫星成对载波多址信道估计自回归模型

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    低轨卫星物联网下NB-IoT时延功耗研究

    王凡于啸洪涛
    119-125页
    查看更多>>摘要：[目的]在低轨(LEO)卫星物联网(IoT)场景下,广域覆盖范围内窄带物联网(NB-IoT)体制终端因为业务场景不同造成时延功耗需求也不相同.然而,地面 NB-IoT体制终端业务场景单一,采用固定式工作状态定时器参数配置方法,无法满足LEO卫星IoT大尺度地理范围内多场景终端时延功耗的不同需求.[方法]针对LEO卫星IoT广覆盖特性,文章基于简化后随机接入交互流程终端工作状态切换的马尔科夫链模型,提出了以系统下行延迟和终端功耗作为非支配排序遗传算法(NS-GA-Ⅱ)的目标函数得到多场景帕累托前沿最优解集的方法,进一步从帕累托前沿中选择满足不同场景时延功耗需求的工作状态定时器参数在线配置终端.[结果]仿真结果表明,文章提出的多目标优化方法对工作状态定时器参数进行全局寻优,克服了穷举法等传统方法可能陷入局部最优的不足,并验证了简化随机接入交互流程可以有效降低终端时延功耗.[结论]文章所提多目标优化方法可以得到终端在LEO卫星IoT多场景下的工作状态定时器参数.

    低轨卫星物联网窄带物联网时延功耗多目标优化工作状态定时器参数

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    自由空间光通信中的带符号光正交空间调制

    赵辉刘亮韩利利秦玉林...
    126-133页
    查看更多>>摘要：[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.

    自由空间光通信光空间调制频谱效率误码性能

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    自由空间光通信中极化码的应用研究

    邢莉娟李卓王卓
    134-139页
    查看更多>>摘要：[目的]在自由空间光(FSO)通信中,大气湍流效应会导致通信链路性能下降.[方法]文章提出了一种极化码信道编译码方案,使用蒙特卡洛算法构造了针对FSO通信中常见的Gamma-Gamma分布大气湍流信道的极化码.比较了文章提出的极化码编译码方案与未编码以及相近码长的低密度奇偶校验(LDPC)码在 Gamma-Gamma 分布大气湍流信道下的误码率(BER).[结果]仿真结果表明,所提极化码与未编码比较时,在弱湍流强度下,当信噪比>6.7 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优;在中湍流强度下,当信噪比>10.3 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优;在强湍流强度下,当信噪比>11.5 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优.所提极化码与LDPC码比较时,在弱湍流情况下,当信噪比>7.1 dB时,极化码整体性能优于LDPC码;在中湍流条件下,当信噪比>10.6 dB时,极化码整体性能优于LDPC码;在强湍流条件下,当信噪比>12 dB时,极化码整体性能优于LDPC码.此外,在码长短、码率低和译码宽度小时,文章所提出的极化码编译码方案具有更优的性能.[结论]使用所提极化码编码后,有效改善了FSO通信系统中的大气湍流效应,而且在中、高湍流强度这两种恶劣的大气湍流信道环境中,文章所提方案展现出了比LDPC码更为明显的优势.表明在FSO通信中,极化码具有良好的发展前景.

    信道编码自由空间光通信极化码Gamma-Gamma分布

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    基于RSMA的无线光通信中预编码与功率分配研究

    梁艳张鹏张鹍
    140-146页
    查看更多>>摘要：[目的]针对无线光通信(OWC)系统中应用速率分拆接入(RSMA)技术的资源分配问题,提出一种基于线性逼近的联合预编码矩阵和速率分配算法,以提高系统的可靠性和性能.[方法]采用变量转换和线性逼近的方法将非凸分阶函数转化为凸函数.通过联合预编码矩阵和速率分配算法,有效地分配系统资源,提高系统性能.为了求解最优解,采用连续迭代算法进行优化.[结果]仿真结果表明,文章所提出的联合优化方案显著降低了系统中断概率,并具有快速的收敛速率.这意味着所提方案能够在基于 RSMA的 OWC(RSMA-OWC)系统中提供更可靠和高效的通信性能.[结论]文章所提方案为 OWC系统中的RSMA技术提供了有效的资源分配方法,提高了系统的可靠性和性能.进一步的研究应聚焦于RSMA-OWC系统的中断概率问题以及资源分配、预编码设计和应用扩展等方面的挑战.该研究为推动RSMA技术在OWC领域的应用和发展提供了有价值的参考.

    速率分拆接入无线光通信资源分配变量转换线性逼近

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