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基于波长统计检测的量子卫星通信性能优化策略 被引量:2
1
作者 田丰 聂敏 +3 位作者 杨光 张美玲 孙爱晶 裴昌幸 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第4期23-30,共8页
量子卫星通信在传输过程中由于会受到大气雾霾的影响,必然导致其通信性能下降,为了改善量子卫星星地链路雾霾干扰问题,本文首先分析不同雾霾环境(沙尘、煤烟、水溶等)中雾霾粒子有效半径对不同光量子信号波长的影响,表明在实际通信过程... 量子卫星通信在传输过程中由于会受到大气雾霾的影响,必然导致其通信性能下降,为了改善量子卫星星地链路雾霾干扰问题,本文首先分析不同雾霾环境(沙尘、煤烟、水溶等)中雾霾粒子有效半径对不同光量子信号波长的影响,表明在实际通信过程中需要根据不同雾霾环境选择合适的波长进行通信。在此基础上提出利用统计检测的方法自适应选择最优波长策略,该策略的主要目的在于使得量子卫星在不同雾霾环境的通信过程中的通信性能得到提高。仿真结果表明:系统的整体性能在采用本方案后,其信道容量、保真度、误码率均明显优于选取单一波长进行量子卫星通信,由此可见本方案对于在雾霾天气下的量子卫星通信过程的通信性能具有一定的改善作用。 展开更多
关键词 量子卫星通信 波长选择策略 保真度 信道容量 量子误码率
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无线激光通信中的多光束发射技术研究 被引量:4
2
作者 柯熙政 谌娟 裴国强 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1-7,共7页
在大气激光通信中,大气湍流所引起的光强闪烁会严重影响通信系统的性能,导致系统误码率的增加,多光束发射是克服这种影响的有效方法。本文分析了用不同数目光束发射时的光强概率分布;以及多束光发射时接收端用不同直径的接收透镜进行接... 在大气激光通信中,大气湍流所引起的光强闪烁会严重影响通信系统的性能,导致系统误码率的增加,多光束发射是克服这种影响的有效方法。本文分析了用不同数目光束发射时的光强概率分布;以及多束光发射时接收端用不同直径的接收透镜进行接收时的光强概率分布,结果表明随着发射光束的增加、孔径直径的增大,光强概率分布更加趋于正态分布,光强概率的均值增大。文中还分析了多光束发射的归一化相关系数和光强方差的关系以及多光束发射在不同湍流环境下的误码率性能,分析结果表明多光束发射系统可以很好地改善接收面的光强起伏,降低系统的误码率。 展开更多
关键词 激光通信 大气湍流 光强起伏 多光束发射 误码率
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特种车内可见光通信系统光源布局优化 被引量:10
3
作者 赵梓旭 宋小庆 +2 位作者 贾胜杰 魏有财 王慕煜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期230-237,共8页
针对特种车内空间狭小、光源布局受限这一问题,对光照度及接收光功率进行了理论分析,对光源阵列位置下光照度及光功率的直射和一次反射的分布模型进行了分析与仿真。在光照度需求的约束条件下,根据光功率分布均匀原则提出了特种车辆内部... 针对特种车内空间狭小、光源布局受限这一问题,对光照度及接收光功率进行了理论分析,对光源阵列位置下光照度及光功率的直射和一次反射的分布模型进行了分析与仿真。在光照度需求的约束条件下,根据光功率分布均匀原则提出了特种车辆内部由5个阵列光源形成中心补偿形布局的优化方案。仿真结果表明,在2 m×2 m×1.5 m的狭小空间内,运用该光源布局方案可得到平均接收光功率值为-0.5 d Bm时的光照度范围为333.74~466.44 lx,均匀光照率为79.5%,可同时满足车内照度与数据通信需求。 展开更多
关键词 可见光通信 光源布局 均方差
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室内VLC系统光源布局设计 被引量:9
4
作者 赵黎 彭恺 焦晓露 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期240-245,共6页
在可见光通信系统中,光源具有照明和通信的双重作用,由于房间的大小以及室内环境各不相同,难免会存在光照射不到或者光线比较微弱的地方,这些地方很有可能成为通信的盲区,这将会大大影响通信的质量,为了解决阴影效应,需合理对光源进行... 在可见光通信系统中,光源具有照明和通信的双重作用,由于房间的大小以及室内环境各不相同,难免会存在光照射不到或者光线比较微弱的地方,这些地方很有可能成为通信的盲区,这将会大大影响通信的质量,为了解决阴影效应,需合理对光源进行布局设计,以4 m×4 m×3 m房间为模型,采用四个LED列阵作为室内光源,将单个的LED光源看做朗伯光源,服从朗伯辐射模型,通过公式计算结合软件仿真分析对比得出了采用9×9大小的LED列阵,列阵距离屋顶边缘0.4 m,LED光源间的间距为0.03 m时,在满足国际室内照明标准的前提下,在距离屋顶2.25 m的4 m×4 m接收平面上光照度分布最均匀,其均匀度达到90.4%。该光源列阵布局模型可推广到任意尺寸房间,为室内办公照明中光源的布局提供了一种可行的方案。 展开更多
关键词 可见光通信 光源布局 LED 阴影效应 光照度
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空间光通信中光源相干参数对接收光强影响研究 被引量:6
5
作者 李梦男 鲁文帅 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2019年第5期508-513,共6页
空间光通信中,光源空间相干度变化会对光信号的传输造成影响,使接收端处的入射光场发生变化。本文综合考虑了光源相干参数变化引起的平均接收光强及光强闪烁指数的变化,给出了基于部分相干光源的接收光强概率分布模型。仿真研究结果表明... 空间光通信中,光源空间相干度变化会对光信号的传输造成影响,使接收端处的入射光场发生变化。本文综合考虑了光源相干参数变化引起的平均接收光强及光强闪烁指数的变化,给出了基于部分相干光源的接收光强概率分布模型。仿真研究结果表明,光源相干参数增大对接收光强的影响近似于相同条件下大气湍流强度增强的结果。随着光源相干参数的增大,平均接收光强下降,接收光强的概率分布曲线向光强较小的一侧偏移,且随着偏移量的增加,接收光强会更加集中的分布在平均接收光强两侧,使得接收光强的概率峰值增大。空间光通信中,考虑光源空间相干度变化条件下,所获得的接收光强概率分布对接收系统的冗余设计具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 空间光通信 大气湍流 光源相干参数 接收光强概率分布
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室内VLC通信系统的定时同步技术研究
6
作者 王勇杰 周文杰 魏涛 《企业科技与发展》 2021年第9期34-36,共3页
近几年来随着LED的发展,其体积小、耗电低、高亮度等优点一一展露,光通信技术因具有高密度、低成本、丰富的频谱、极高的保密性及电磁兼容性等优势而崭露头角。文章对可见光通信系统进行建模,并提出一种定时同步的优化改进算法,在VLC系... 近几年来随着LED的发展,其体积小、耗电低、高亮度等优点一一展露,光通信技术因具有高密度、低成本、丰富的频谱、极高的保密性及电磁兼容性等优势而崭露头角。文章对可见光通信系统进行建模,并提出一种定时同步的优化改进算法,在VLC系统模型中运用Park算法、Minn算法、S&C算法和Park改进算法,采用定时估计完成仿真测试,检验改进算法的可行性。 展开更多
关键词 Park算法 改进算法 可见光通信系统
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基于GS算法的多贝塞尔高斯光束畸变波前校正方法 被引量:1
7
作者 金兆祥 宋芝依 +1 位作者 陈建飞 张胜 《光通信技术》 2023年第3期18-22,共5页
针对大气湍流干扰下的多贝塞尔高斯光束畸变波前矫正研究场景单一的问题,提出了基于盖师贝格-塞克斯顿(GS)算法的多贝塞尔高斯光束畸变波前校正方法,采用功率谱反演法得到各向异性大气湍流相位屏,并仿真分析了异号拓扑、同号拓扑2种多... 针对大气湍流干扰下的多贝塞尔高斯光束畸变波前矫正研究场景单一的问题,提出了基于盖师贝格-塞克斯顿(GS)算法的多贝塞尔高斯光束畸变波前校正方法,采用功率谱反演法得到各向异性大气湍流相位屏,并仿真分析了异号拓扑、同号拓扑2种多贝塞尔高斯光束在3种不同大气湍流折射率结构常数影响下的畸变波前校正情况。仿真结果表明:该方法对2种多贝塞尔高斯光束在校正后的目标轨道角动量(OAM)模式纯度均能提高12%以上,OAM谱的弥散也能得到有效抑制。 展开更多
关键词 多贝塞尔高斯光束 轨道角动量 大气湍流 盖师贝格-塞克斯顿算法 波前校正
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大气光通信系统的光学镜头和软件设计研究
8
作者 余杨 周献中 叶彪明 《测控技术》 CSCD 北大核心 2009年第1期84-88,共5页
设计了大气光通信系统的折射式物镜光学天线和特种分束分光镜,并阐述了其设计原理。编制了具有创新性的大气光通信系统的工作框图及软件框图,编制了相应软件。
关键词 光电子学 光通信
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紫外光通信中调制技术研究 被引量:4
9
作者 王勇 景艳玲 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期37-38,共2页
紫外光通信是无线光通信的一种,它是利用紫外光在大气中的散射来进行信息传输的一种新型通信模式。然而,紫外光通信的调制解调技术是整个系统的关键难点。在详细阐述紫外光单散射信道模型的基础上,分析了开关键控(OOK)和脉冲位置调制(P... 紫外光通信是无线光通信的一种,它是利用紫外光在大气中的散射来进行信息传输的一种新型通信模式。然而,紫外光通信的调制解调技术是整个系统的关键难点。在详细阐述紫外光单散射信道模型的基础上,分析了开关键控(OOK)和脉冲位置调制(PPM)的调制结构,并在紫外光单散射信道模型中对上述两种调制技术进行了比较。结果表明:PPM调制技术在误码率性能及信息传输速率上都要优于OOK调制技术,并且随着PPM调制阶数的增加,这种优势会更加的明显。 展开更多
关键词 紫外光通信 非直视信道 脉冲位置调制 开关键控
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基于可见光通信服务器的数据重传方案研究 被引量:1
10
作者 余阳 王会 陈良银 《光通信技术》 北大核心 2017年第12期25-29,共5页
为满足可见光通信(VLC)数据的可靠传输,以及对丢失的VLC数据进行即时恢复,提出一种基于VLC服务器重传和恢复机制的数据传输方案。首先,使用VLC服务器发起错误检测和数据重传操作,以降低错误识别所造成的延时;然后,在完成VLC数据传输后,... 为满足可见光通信(VLC)数据的可靠传输,以及对丢失的VLC数据进行即时恢复,提出一种基于VLC服务器重传和恢复机制的数据传输方案。首先,使用VLC服务器发起错误检测和数据重传操作,以降低错误识别所造成的延时;然后,在完成VLC数据传输后,服务器发送控制消息,以确认数据包(或数据片段)是否出现丢失情况;最后,使用远程设备管理协议进行照明控制器和照明设备间的双向通信,以决定重传的数据包(或数据片段)。仿真实验分析表明,与基于定时器的VLC数据传输方法以及E1.45方案相比,提出的方案可靠性更高;在4个重传方案中,提出的方案吞吐量更优,且具有即时恢复优势。 展开更多
关键词 可见光通信 恢复机制 服务器重传 数据传输 可靠性 吞吐量
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CAP-DPIM可见光混合调制方案
11
作者 辛嘉珺 王旭东 吴楠 《光通信研究》 2021年第1期5-9,35,共6页
针对可见光通信系统传输性能问题,文章提出了一种无载波幅度相位(CAP)调制与数字脉冲间隔调制(DPIM)结合的混合调制方案。该方案分别利用两者频谱效率和功率效率较高的特点,发送端在脉冲间隔调制的脉冲时隙加载直流偏置光CAP(DCO-CAP)信... 针对可见光通信系统传输性能问题,文章提出了一种无载波幅度相位(CAP)调制与数字脉冲间隔调制(DPIM)结合的混合调制方案。该方案分别利用两者频谱效率和功率效率较高的特点,发送端在脉冲间隔调制的脉冲时隙加载直流偏置光CAP(DCO-CAP)信号,实现混合调制信号的并行生成,接收端通过门限检测和最大似然检测完成混合调制信号的串行解调。推导了室内可见光高斯信道下混合调制方案的误码率(BER)及误帧率(FER)解析表达式。此外,从频谱效率和FER两方面对比分析了该混合调制方案与传统DPIM及DCO-CAP方案的性能优劣。数值仿真结果表明:当频谱效率相同时,混合调制方案较单一调制有更高的可靠性。 展开更多
关键词 可见光通信 无载波幅度相位调制 脉冲间隔调制 误帧率 频谱效率
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自由空间光通信中的光广义正交空间调制技术
12
作者 李进 赵辉 +2 位作者 马薇雯 邓文超 李静 《光通信技术》 2023年第3期23-30,共8页
为了提高现有光空间调制系统的频谱效率,提出了一种在同相和正交域同时激活多根发射光学天线分别传输调制信号的实部与虚部的光广义正交空间调制(OGQSM)技术。该技术将调制符号扩展到同相和正交域,使得系统在空间域可以携带更多的比特,... 为了提高现有光空间调制系统的频谱效率,提出了一种在同相和正交域同时激活多根发射光学天线分别传输调制信号的实部与虚部的光广义正交空间调制(OGQSM)技术。该技术将调制符号扩展到同相和正交域,使得系统在空间域可以携带更多的比特,从而提高了系统频谱效率和误码性能。采用适用于所有湍流状态的Malaga湍流信道,分析了OGQSM系统在大气湍流、指向误差和路径损耗联合作用下的系统误码性能。蒙特卡罗仿真结果表明:与现有的光空间调制技术相比,所提出的OGQSM技术能够获得更好的频谱效率和误码性能,且接收光学天线数量与系统误码性能存在正相关关系,指向误差和大气湍流强度与系统误码性能存在负相关关系。 展开更多
关键词 自由空间光通信 光空间调制 Malaga湍流信道 指向误差 频谱效率
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基于深度学习的无波前探测自适应光学系统研究进展 被引量:2
13
作者 张之光 杨慧珍 +4 位作者 刘金龙 李松恒 苏杭 罗宇湘 魏谢文 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期49-64,共16页
近年来自适应光学(AO)系统向着小型化和低成本化趋势发展,无波前探测自适应光学(WFSless AO)系统由于结构简单、应用范围广,成为目前相关领域的研究热点。硬件环境确定后,系统控制算法决定了WFSless AO系统的校正效果和系统收敛速度。... 近年来自适应光学(AO)系统向着小型化和低成本化趋势发展,无波前探测自适应光学(WFSless AO)系统由于结构简单、应用范围广,成为目前相关领域的研究热点。硬件环境确定后,系统控制算法决定了WFSless AO系统的校正效果和系统收敛速度。新兴的深度学习及人工神经网络为WFSless AO系统控制算法注入了新的活力,进一步推动了WFSless AO系统的理论发展与应用发展。在回顾前期WFSless AO系统控制算法的基础上,全面介绍了近年来卷积神经网络(CNN)、长短期记忆神经网络(LSTM)、深度强化学习在WFSless AO系统控制中的应用,并对WFSless AO系统中各种深度学习模型的特点进行了总结。概述了WFSless AO技术在天文观测、显微成像、眼底成像、激光通信等领域的应用。 展开更多
关键词 自适应光学 无波前探测 深度学习 人工神经网络
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基于指向误差与不同噪声的星地激光通信系统误码性能分析
14
作者 尹幸 姚海峰 +3 位作者 刘智 常亦迪 董科研 陶小可 《光通信技术》 2023年第3期31-36,共6页
为了研究在大气湍流、指向误差以及各种噪声的共同影响下的星地激光通信系统平均误码率性能,采用Gamma-Gamma信道模型,建立了大气湍流与指向误差的组合衰减模型,并结合各种噪声推导出关于组合衰减模型的星地激光通信系统平均误码率的闭... 为了研究在大气湍流、指向误差以及各种噪声的共同影响下的星地激光通信系统平均误码率性能,采用Gamma-Gamma信道模型,建立了大气湍流与指向误差的组合衰减模型,并结合各种噪声推导出关于组合衰减模型的星地激光通信系统平均误码率的闭合表达式。研究结果表明,当卫星轨道高度为400 km、天顶角为45°、波长为1550 nm以及等效波束半径和指向误差位移标准差(抖动)的归一化比值为4时,总噪声、热噪声、背景噪声对应的平均误码率分别为1.519×10^(-7)、6.907×10^(-8)、1.357×10^(-8)。 展开更多
关键词 星地激光通信 指向误差 各种噪声 Gamma-Gamma信道 平均误码率 相干光通信
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大幅面空间光自适应耦合技术的研究
15
作者 李晓龙 闫宝罗 +4 位作者 胡金耀 李昌瑾 刘海锋 林炜 刘波 《光通信技术》 北大核心 2019年第10期47-52,共6页
在自由空间光通信(FSOC)系统中,空间光-单模光纤耦合效率及稳定度直接影响接收机的性能。为提升耦合效率,基于模场匹配原理,分析了耦合效率与耦合参数之间的关系,设计了空间光-单模光纤大幅面的自适应耦合系统,利用二维压电纳米定位平... 在自由空间光通信(FSOC)系统中,空间光-单模光纤耦合效率及稳定度直接影响接收机的性能。为提升耦合效率,基于模场匹配原理,分析了耦合效率与耦合参数之间的关系,设计了空间光-单模光纤大幅面的自适应耦合系统,利用二维压电纳米定位平台、控制模块、驱动模块、光电探测器和耦合透镜构成闭环控制系统,结合光栅扫描算法来实现最佳耦合点的精确定位和稳定跟踪。对于110×110μm2范围内,扫描点设置为8×8时,最佳耦合点的耦合效率为43.4%,较未自动对准时提升了10.6%。在稳定跟踪过程中,耦合效率稳定在43.6%,方差为0.00988。实验结果表明了该方案切实可行,且实用性高。 展开更多
关键词 自由空间光通信 单模光纤 耦合
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雾天环境下SIMO NLOS紫外光通信系统性能研究 被引量:6
16
作者 马愈昭 程飞帆 +1 位作者 贾惠婷 熊兴隆 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第11期132-140,共9页
为了研究非视距(NLOS)紫外光通信在雾天环境下的通信性能,针对常见的雾天衰减模型不适用于紫外光大气信道衰减的问题,提出一种新的衰减模型,针对多次散射传输模型计算复杂的问题,提出一种非对称因子的简化计算方法,并使用分集接收技术... 为了研究非视距(NLOS)紫外光通信在雾天环境下的通信性能,针对常见的雾天衰减模型不适用于紫外光大气信道衰减的问题,提出一种新的衰减模型,针对多次散射传输模型计算复杂的问题,提出一种非对称因子的简化计算方法,并使用分集接收技术建立单发多收(SIMO)紫外光通信系统。利用Mie散射理论建立雾天紫外光衰减模型,计算两种雾型在不同浓度下的紫外光衰减参量;提出关于雾滴粒径的非对称因子的简化计算方法;使用等增益合并技术将分集接收的信号合并。采用Monte Carlo法分析SIMO紫外光通信系统性能,并与单发单收(SISO)紫外光通信系统作对比。结果表明,分集接收能有效改善雾天的紫外光通信性能:在厚、中、薄三种雾天中,SIMO紫外光通信系统的最远通信距离比SISO通信系统分别大约5,10,10 m;SISO紫外光通信系统误码率为10-3时,SIMO通信系统误码率可降低到约10-5。 展开更多
关键词 光通信 分集接收 蒙特卡罗法 路径损耗 误码率
原文传递
基于FPGA技术的激光大气通信误码测试仪设计 被引量:3
17
作者 刘树昌 张孝峥 任峰 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2005年第3期75-76,80,共3页
本文介绍了一个基于FPGA的误码测试仪。文中就系统的硬件组成及关键技术进行了系统的论述,并探讨了该误码测试仪的实际应用。
关键词 误码仪 CPLD/FPGA 激光通信 M序列
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偏振度对部分相干拉盖尔-高斯谢尔模型光束漂移的影响
18
作者 代雯 吴国华 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B09期222-227,共6页
研究了当部分相干拉盖尔-高斯谢尔模型(LGSM)光束在大气湍流中传输时,偏振度对光束漂移的影响。依据交叉谱密度函数和广义惠更斯积分原理,理论上推导出了部分相干LGSM光束的长期束宽和光束漂移表达式。通过仿真不同偏振度的LGSM光... 研究了当部分相干拉盖尔-高斯谢尔模型(LGSM)光束在大气湍流中传输时,偏振度对光束漂移的影响。依据交叉谱密度函数和广义惠更斯积分原理,理论上推导出了部分相干LGSM光束的长期束宽和光束漂移表达式。通过仿真不同偏振度的LGSM光束随着传输距离、湍流强度和相干长度变化的光束漂移,研究偏振度对光束漂移的影响。仿真结果表明,部分相干LGSM光束的偏振度越大,相干长度越小,产生的光束漂移越小。这对自由空间光通信(FSO)中,有效降低光束漂移有重要意义。 展开更多
关键词 相干光学 偏振度 光束漂移 相干长度 大气湍流
原文传递
单光子斜程量子信道纠缠角动量的大气湍流效应
19
作者 张逸新 张建 +1 位作者 王建宇 贾建军 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期24-26,共3页
分析了von Karman型湍流大气对量子光信道中传输的由参量下转换源生成纠缠轨道角动量态的影响。运用Rytov近似、波相位结构函数的平方近似和修正von Karman折射率起伏谱,研究了完整包含大气湍流引入振幅与位相起伏效应的斜程湍流大气通... 分析了von Karman型湍流大气对量子光信道中传输的由参量下转换源生成纠缠轨道角动量态的影响。运用Rytov近似、波相位结构函数的平方近似和修正von Karman折射率起伏谱,研究了完整包含大气湍流引入振幅与位相起伏效应的斜程湍流大气通信信道中单光子纠缠轨道角动量态的测量概率模型,建立了长曝光与短曝光两种曝光条件下斜程湍流大气传输单光子纠缠轨道角动量态的测量概率理论关系。数值研究了天顶角分别为θ=π/6和θ=π/3时的长短或曝光情况下,轨道角动量态纠缠光子对联合概率随着传输距离的变化。数值结果表明:在z<500m的传输距离内,纠缠光子对的联合检测概率随传输距离增加而快速下降,但传输距离达z>1000m后联合检测概率几乎不再下降;结果也发现,携带轨道角动量小的纠缠光子对的联合测量概率减少率比携带轨道角动量大的纠缠光子对的联合测量概率的要小;光束传输天顶角越大,联合概率下降幅度越大。 展开更多
关键词 纠缠态 轨道角动量 大气传输 湍流效应 量子光通道
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大气湍流环境下光斑中心定位算法研究 被引量:8
20
作者 吴鹏飞 王辉亮 +1 位作者 雷思琛 党帅 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期269-281,共13页
以提高通信链路的稳定性为目标,针对传统算法如形心法、质心法等在大气激光通信中定位稳定性较差的问题,提出了一种滑动加权质心定位算法。改进了自适应阈值分割方法,提高光斑定位的精度;对光斑进行去背景噪声处理和中心噪声补偿,最大... 以提高通信链路的稳定性为目标,针对传统算法如形心法、质心法等在大气激光通信中定位稳定性较差的问题,提出了一种滑动加权质心定位算法。改进了自适应阈值分割方法,提高光斑定位的精度;对光斑进行去背景噪声处理和中心噪声补偿,最大程度保留光斑有效灰度范围;通过非线性权重质心定位算法进行粗定位,加入滑动补偿机制后实现光斑中心的精定位。对该方法进行了理论及实验验证,结果显示,相比于传统的形心法、质心法、非线性权重质心定位法,本文提出的滑动加权质心定位算法对连续光斑中心的定位步长有不同程度的减小,理论结果最大可以减小21.5%,实验结果最大可以减小11.7%;且在同等面积的光斑中心掩膜内像素总强度更高、综合定位效果更好。 展开更多
关键词 大气湍流 阈值分割 定位精度 畸变光斑 图像处理
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