星地光通信中PAT链路的衰落冗余 被引量：7

1

作者 马晶 高宠 +1 位作者 谭立英 于思源 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期308-314,共7页

在考虑大气闪烁、静态瞄准误差和瞄准抖动的影响下,导出了大天顶角和小天顶角传输链路的强度起伏概率密度函数,给出了跟踪中断概率随衰落冗余变化的关系表达式;最后分析了最佳的光束发散角,并对概率密度分布规律和跟踪中断概率随衰落冗... 在考虑大气闪烁、静态瞄准误差和瞄准抖动的影响下,导出了大天顶角和小天顶角传输链路的强度起伏概率密度函数,给出了跟踪中断概率随衰落冗余变化的关系表达式;最后分析了最佳的光束发散角,并对概率密度分布规律和跟踪中断概率随衰落冗余变化的规律进行了模拟分析。结果表明,对于上行和下行链路,光束发散角与瞄准抖动误差均方值的最佳比值为4和6。在最佳光束发散角下,要想确保链路跟踪中断概率小于10-3,上行链路需要10 dB的衰落冗余,下行链路需要3 dB的衰落冗余,克服了星地光通信中强度起伏对链路跟踪稳定性的影响,保证了在跟踪过程中链路所需要的衰落冗余。 展开更多

关键词 星地光通信 跟踪中断概率 衰落冗余 概率密度函数 强度起伏

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远场16km精跟踪系统实验研究 被引量：6

2

作者 曹阳 黎明 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期682-685,共4页

基于FPGA的精跟踪系统结构和工作原理,跟踪控制采用自适应模糊PID算法,在线实时动态调整PID参数值,在16km的星地光通信的精跟踪系统演示实验中实现了对通信光束功率(1550nm)的稳定,极大地提高了通信中1550nm光功率耦合效率,通过实验数... 基于FPGA的精跟踪系统结构和工作原理,跟踪控制采用自适应模糊PID算法,在线实时动态调整PID参数值,在16km的星地光通信的精跟踪系统演示实验中实现了对通信光束功率(1550nm)的稳定,极大地提高了通信中1550nm光功率耦合效率,通过实验数据分析,精跟踪系统的跟踪精度达到了2.4μrad。 展开更多

关键词 星地光通信 瞄准、捕获和跟踪(APT) 精跟踪 模糊PID算法 光纤耦合

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星地激光链路中的光信号快速识别方法 被引量：4

3

作者 谭立英 王强 +6 位作者 于思源 周彦平 韩琦琦 付森 王健 冉启文 严质彬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期655-659,共5页

依据图像传感器探测背景光的噪声情况,定义了光背景特征值,用其来描述星地链路光背景噪声对于卫星光通信的瞄准、捕获和跟踪的影响。在星地链路光背景噪声条件下,对光信号识别和捕获的影响进行了分析,同时,提出了捕获光点路径优化算法,... 依据图像传感器探测背景光的噪声情况,定义了光背景特征值,用其来描述星地链路光背景噪声对于卫星光通信的瞄准、捕获和跟踪的影响。在星地链路光背景噪声条件下,对光信号识别和捕获的影响进行了分析,同时,提出了捕获光点路径优化算法,根据此算法可以得到星地激光链路区域光背景噪声的特征规律,并阐述了光背景噪声情况下的光信号快速识别方法。经模拟实验分析表明:该算法能够在光背景噪声情况下对光信号进行快速识别和捕获,满足了图像实时处理要求,增强了图像处理系统的抗干扰能力,因此,对星地激光通信具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 光背景特征值 星地激光通信 补偿因子 损失因子

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星地光通信交织RS码设计及性能研究 被引量：3

4

作者 姜晓峰 赵尚弘 +2 位作者 李勇军 盖美庆 王翔 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期401-404,共4页

复杂多变的大气环境极易造成星地光链路的突发错误,交织RS码超强的抗突发能力能有效地纠正信息序列中的突发错误。文章综合考虑时延、交织深度、编码效率三个参数,对交织RS码进行优化设计,计算了固定交织深度下的最佳编码效率,仿真表明... 复杂多变的大气环境极易造成星地光链路的突发错误,交织RS码超强的抗突发能力能有效地纠正信息序列中的突发错误。文章综合考虑时延、交织深度、编码效率三个参数,对交织RS码进行优化设计,计算了固定交织深度下的最佳编码效率,仿真表明:交织RS码在衰落信道中能明显地提高通信系统的性能,当编码效率为1/2时,具有最大的抗突发能力。 展开更多

关键词 星地光通信 突发错误 比特交织 RS码

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星地光通信的天气可用性与地面站选址研究 被引量：3

5

作者 姜晓峰 赵尚弘 +2 位作者 李勇军 王翔 李瑞欣 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期433-436,共4页

利用经验公式计算了星地光链路在雾、雨、雪、云天气中的衰减,仿真结果表明:波长越长,雾对激光的衰减越小;雪对激光的衰减量高于雨对激光衰减量1～2个数量级;当光学厚度达到4.7时,云层对激光的衰减已达到20dB以上。综合考虑我国的地理... 利用经验公式计算了星地光链路在雾、雨、雪、云天气中的衰减,仿真结果表明:波长越长,雾对激光的衰减越小;雪对激光的衰减量高于雨对激光衰减量1～2个数量级;当光学厚度达到4.7时,云层对激光的衰减已达到20dB以上。综合考虑我国的地理分布和气候特点以及云层覆盖情况,建议我国星地光通信地面站选址可以考虑西北地区的塔里木盆地-内蒙古西部戈壁沙漠-黄土高原西北部一带。 展开更多

关键词 星地光通信 天气条件 地面站选址

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星地下行孔径接收闪烁频谱的理论研究 被引量：2

6

作者 潘锋 马晶 +1 位作者 谭立英 于思源 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1253-1256,共4页

基于孔径接收的对数振幅时间相关函数,结合星地激光下行链路的实际情况,推导了适用于星地下行孔径接收的闪烁频谱表达式。进而分析了孔径尺度和湍流外尺度对闪烁频谱的影响。结果表明,下行孔径接收闪烁频谱分为低频段和高频段两个区间,... 基于孔径接收的对数振幅时间相关函数,结合星地激光下行链路的实际情况,推导了适用于星地下行孔径接收的闪烁频谱表达式。进而分析了孔径尺度和湍流外尺度对闪烁频谱的影响。结果表明,下行孔径接收闪烁频谱分为低频段和高频段两个区间,低频段为常数,高频段呈幂指数规律变化,且幂律的绝对值为11/3。当接收孔径增加时,频谱的幅值和宽度逐渐减小,其形状保持不变。随着等效湍流外尺度的增加,低频谱的幅值逐渐增大,高频谱保持不变。 展开更多

关键词 星地激光通信 闪烁频谱 孔径接收 下行链路

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星地光通信链路大气湍流衰落特性研究 被引量：3

7

作者 姜晓峰 赵尚弘 +2 位作者 赵宇波 侯睿 王翔 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期965-968,共4页

针对大气湍流中gamma-gamma分布的光强起伏,建立了星地光链路的衰落统计模型,研究了不同天顶角星地光通信链路的衰落概率、平均衰落次数及平均衰落时间等关键参数的统计特性。结果表明:减小天顶角和提高接收端探测灵敏度均可以极大的减... 针对大气湍流中gamma-gamma分布的光强起伏,建立了星地光链路的衰落统计模型,研究了不同天顶角星地光通信链路的衰落概率、平均衰落次数及平均衰落时间等关键参数的统计特性。结果表明:减小天顶角和提高接收端探测灵敏度均可以极大的减少衰落概率和平均衰落次数,而不能显著缩短平均衰落时间,星地光链路的平均衰落时间为毫秒量级。 展开更多

关键词 大气湍流 星地光通信 衰落 天顶角 探测灵敏度

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星地链路中的主动式自适应光学系统室内实验 被引量：2

8

作者 张娜娜 张燕革 +2 位作者 单欣 马启明 艾勇 《光通信技术》 北大核心 2017年第11期42-45,共4页

针对星地激光通信链路中,由于星上负载有限,无法在卫星上安装调试自适应光学系统来矫正上行接收光束受到的湍流畸变,提出可以使用主动式自适应光学系统解决上行光束的矫正的问题。通过室内矫正实验证明了主动式自适应光学系统实现的可行... 针对星地激光通信链路中,由于星上负载有限,无法在卫星上安装调试自适应光学系统来矫正上行接收光束受到的湍流畸变,提出可以使用主动式自适应光学系统解决上行光束的矫正的问题。通过室内矫正实验证明了主动式自适应光学系统实现的可行性,同时为星地激光通信提供了一种改善上行光束质量的方法。 展开更多

关键词 星地激光通信 湍流畸变 自适应光学 主动式

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天气对星地光通信地面站可用度的影响研究 被引量：1

9

作者 张辉 吴耀 邬双阳 《大气与环境光学学报》 CAS 2014年第3期169-172,共4页

大气信道对星地光学链路影响较大,通常云层导致的衰减可能会高达几十分贝,光学链路必须在视线内无云情况下工作.因此在设计激光通信系统并进行地面站选址时,必须要考虑链路可用度问题.结合云层数据提出一种可用度计算简单模型,对我国不... 大气信道对星地光学链路影响较大,通常云层导致的衰减可能会高达几十分贝,光学链路必须在视线内无云情况下工作.因此在设计激光通信系统并进行地面站选址时,必须要考虑链路可用度问题.结合云层数据提出一种可用度计算简单模型,对我国不同城市气象站数据进行统计分析,得出不同城市十年间可用度数据,为我国星地光通信地面站选址提供一定依据。 展开更多

关键词 星地光通信 地面站选址 可用度

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星地光通信地面站空间分集技术研究 被引量：1

10

作者 姜晓峰 赵尚弘 +2 位作者 李勇军 侯睿 王翔 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期229-232,174,共5页

通过建立星地光链路模型对地面站空间分集技术中站址的选择、站址间距离以及地面站数量进行研究,结果表明:站址的合理选择可以提高星地链路的可用性;站址间的距离在保证各站天气不相关的同时不能过大,当站址间距离与卫星高度的比值达到1... 通过建立星地光链路模型对地面站空间分集技术中站址的选择、站址间距离以及地面站数量进行研究,结果表明:站址的合理选择可以提高星地链路的可用性;站址间的距离在保证各站天气不相关的同时不能过大,当站址间距离与卫星高度的比值达到1时,由链路天顶角增大带来的衰减高达10dB以上;单地面站的可用性越高,所需的地面站数也越少,当单站的可用性达到0.6时,只需3个地面站即可达到与射频链路相当的高可用性。 展开更多

关键词 星地光通信 链路可用性 地面站空间分集

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星地光通信中的精跟踪系统远场验证

11

作者 曹阳 黎明 《China Communications》 SCIE CSCD 2010年第3期139-145,共7页

在星地光通信中,精跟踪系统的性能决定了整个APT系统的跟踪精度和带宽,是通信成败的关键因素。基于大容量图像数据实时处理和复杂控制,设计基于FPGA的并行处理精跟踪系统。跟踪控制算法采用自适应模糊-神经网络算法,可以实现系统参数在... 在星地光通信中,精跟踪系统的性能决定了整个APT系统的跟踪精度和带宽,是通信成败的关键因素。基于大容量图像数据实时处理和复杂控制,设计基于FPGA的并行处理精跟踪系统。跟踪控制算法采用自适应模糊-神经网络算法,可以实现系统参数在线实时动态调整。通过16Km的精跟踪系统演示实验,精跟踪系统抑制了平台振动和大气湍流对接收光功率的影响,有效提高了通信光束1550nm的光功率耦合效率,通过实验数据分析,精跟踪系统的跟踪精度达到了4.87μrad。 展开更多

关键词 星地光通信 精跟踪系统 模糊-神经网络算法 跟踪精度

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基于FPGA的精跟踪系统实验研究

12

作者 曹阳 黎明 +1 位作者 赵明富 罗彬彬 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期281-283,287,共4页

精跟踪是星地光通信系统中的一项核心技术。设计了基于FPGA的宽带精跟踪系统,详细介绍了精跟踪子系统的各部分组成。系统以FPGA作为精跟踪的核心数据处理器,可完成并行、高速数据处理,跟踪控制算法采用自适应模糊PID算法,PID参数值可以... 精跟踪是星地光通信系统中的一项核心技术。设计了基于FPGA的宽带精跟踪系统,详细介绍了精跟踪子系统的各部分组成。系统以FPGA作为精跟踪的核心数据处理器,可完成并行、高速数据处理,跟踪控制算法采用自适应模糊PID算法,PID参数值可以实现在线实时动态调整。外场2.3km的实验表明,跟踪精度可达到3.2μrad,该系统具有良好的实用价值。 展开更多

关键词 星地光通信 精跟踪 模糊PID 跟踪精度

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大气弱湍流下星地光链路衰落特性影响因素分析

13

作者 姜晓峰 赵尚弘 +2 位作者 侯睿 王翔 李勇军 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期629-633,共5页

研究了弱湍流条件下星地光通信链路的衰落概率、平均衰落次数以及平均衰落时间3个重要参数的统计特性,并通过数值仿真分析了链路天顶角、光波长以及接收机海拔高度对链路衰落特性的影响。结果表明:减小天顶角和提高接收机探测灵敏度可... 研究了弱湍流条件下星地光通信链路的衰落概率、平均衰落次数以及平均衰落时间3个重要参数的统计特性,并通过数值仿真分析了链路天顶角、光波长以及接收机海拔高度对链路衰落特性的影响。结果表明:减小天顶角和提高接收机探测灵敏度可以改善链路的衰落特性;1.55μm激光较0.85μm、1.06μm激光更适合于星地光通信;地面接收机应尽量建在2 000m以上的高海拔地区。 展开更多

关键词 大气弱湍流 星地光通信 衰落 天顶角 光波长 接收机海拔高度

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星地光通信地面接收技术研究

14

作者 李番 邬双阳 张文平 《电光系统》 2011年第3期17-22,共6页

卫星光通信具有高速率、大容量、高保密性等优点，正成为卫星通信技术的重要发展方向，并逐渐走向工程化，以此为背景对卫星光通信地面接收技术进行了综述。首先对光通信地面接收技术研究的重要性进行了阐述；介绍了国内外星地光通信技... 卫星光通信具有高速率、大容量、高保密性等优点，正成为卫星通信技术的重要发展方向，并逐渐走向工程化，以此为背景对卫星光通信地面接收技术进行了综述。首先对光通信地面接收技术研究的重要性进行了阐述；介绍了国内外星地光通信技术的进展，给出了卫星地面激光接收系统的组成及工作流程；分析了关键技术，如高精度捕获、跟踪、瞄准（ATP）技术、高灵敏度抗干扰光通信接收技术、大口径光学天线设计技术等，讨论了开展卫星光通信地面接收技术研究的难点，最后对光通信地面接收技术的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 星地光通信 ATP 大口径主镜支撑 自适应光学技术

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星地链路空间光至单模光纤耦合效率补偿特性研究 被引量：4

15

作者 杨清波 曹开锐 +3 位作者 赵生 谭立英 马晶 于思源 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2789-2794,共6页

在入射光瞳面处针对星地激光链路中空间光至单模光纤耦合效率补偿特性进行了研究,依据星地下行链路特点,对星地下行链路光纤耦合效率模型进行分析。在此基础上,利用基于单模光纤后向传输模场为加权函数的加权孔径正交多项式,建立光纤耦... 在入射光瞳面处针对星地激光链路中空间光至单模光纤耦合效率补偿特性进行了研究,依据星地下行链路特点,对星地下行链路光纤耦合效率模型进行分析。在此基础上,利用基于单模光纤后向传输模场为加权函数的加权孔径正交多项式,建立光纤耦合接收系统波前相位模式补偿理论模型,运用该理论模型,通过数值模拟对波前相位进行模式补偿,给出波前相位模式补偿下平均光纤耦合效率与接收孔径尺寸和相位补偿项数的变化关系,以及典型接收孔径下采取一定项数的波前相位补偿后光纤耦合效率概率分布,为基于光纤耦合接收方式的星地激光通信链路波前补偿系统设计提供一定理论参考。 展开更多

关键词 星地下行激光通信 单模光纤耦合效率 大气湍流 波前相位模式补偿

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跟踪误差补偿下星地光通信地面模拟实验分析 被引量：6

16

作者 叶德茂 谢利民 陈晶 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期346-348,共3页

为了分析跟瞄误差对星地光通信链路的影响,采用LabVIEW对接收光信号进行了采集,通过理论分析和实验验证,取得了不同动态误差补偿下接收光终端的信号时域特征。结果表明,出射功率为23dBm、跟瞄误差为10μrad情况下,通信系统可以稳定工作... 为了分析跟瞄误差对星地光通信链路的影响,采用LabVIEW对接收光信号进行了采集,通过理论分析和实验验证,取得了不同动态误差补偿下接收光终端的信号时域特征。结果表明,出射功率为23dBm、跟瞄误差为10μrad情况下,通信系统可以稳定工作;当跟瞄误差为80μrad或伺服系统出现震荡时,通信系统性能急剧下降。 展开更多

关键词 光通信 星地光通信 跟踪误差 高斯光束

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基于光子灯笼的星地湍流链路耦合效率实验

17

作者 孙浩瀚 边奕铭 +2 位作者 李立 黄永梅 伍剑 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期86-89,共4页

为了研究基于光子灯笼的模式分集接收系统在星地链路中对大气湍流的补偿作用。采用平行光管模拟星地下行链路的平行光,使用30 cm口径的接收望远镜进行了演示验证实验。实验结果表明,采用光子灯笼的接收系统的基模比单模光纤的接收功率大... 为了研究基于光子灯笼的模式分集接收系统在星地链路中对大气湍流的补偿作用。采用平行光管模拟星地下行链路的平行光,使用30 cm口径的接收望远镜进行了演示验证实验。实验结果表明,采用光子灯笼的接收系统的基模比单模光纤的接收功率大4 dB左右,而光子灯笼的3个模式总接收功率比单模光纤的接收功率大5 dB左右。采用光子灯笼接收之后,中断概率下降39%以上。 展开更多

关键词 星地光通信 大气湍流补偿 模式分集 光子灯笼 耦合效率

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