自由空间光通信技术的研究现状和发展方向综述

自由空间光通信是以激光作为信息载体,是一种不需要任何有线信道作为传输媒介的通信方式。它结合了微波通信和光纤通信的优势,具有速率高、功耗低、机动性强等特点,在卫星通信、本地宽带接入和军事通信领域都具有极大的发展潜力。介绍了欧美发达国家在自由空间光通信方面的研究现状,并分析了它们的关键技术。指出了自由空间光通信的发展趋势。     

混沌光通信与OC-48光纤通信的波分复用

数值证实并分析了混沌激光通信与现行光通信的波分复用传输,对于100 GHz的信道间隔,混沌激光通信系统实现了传输速率为1 Gbit/s数字信号的保密传输,现行光通信系统实现了传输速率为2.5 Gbit/s数字信号的传输.研究表明,当现行光通信中脉冲光信号的峰值功率不超过17 dBm时,混沌激光通信可在传输距离80 km内实现并行传输.此外,当现行光通信中脉冲光信号的峰值功率为7 dBm时,系统接收到的信号质量受混沌激光通信的干扰很小,当光纤传输距离从80 km增加到160 km时,对应的眼图开启度从82% 关键词： 混沌光通信 混沌同步 波分复用 信道串扰     

机载激光通信系统发展现状与趋势

本文首先介绍了激光通信的突出地位和重大成果,说明机载激光通信技术的先进性和重要性。然后阐明了机载激光通信系统的工作原理,说明进行机载激光通信研究的可行性。接着简要叙述了机载激光通信系统的发展历史和国内外研究现状,重点对其性能指标和技术特点进行了分析。在此基础上,提出了机载激光通信的关键技术,并指出其应用前景和发展趋势。在不久的未来,机载激光通信将会成为信息化战争必不可少的通信手段。     

一种新的基于空间图案信号的多进制无线光通信技术

提出了一种新的多进制无线光通信技术,其基本原理是用一组相互易区分的空间图案代替传统无线通信中的会聚光斑传递信息.分析了该通信方案的信道容量,结果表明无线光通信系统存在未被利用的空间自由度,其大小与系统收发孔径和光波波长有关,与光场空间分布无关.通过合理设置系统的结构参数和设计信号图案,可以利用无线光通信系统的空间自由度增加信道容量.提出了一种实现该技术的光电系统方案,其关键组成部分为空间光调制器和图象相关器.详细描述了信号处理过程,具体包括二维相关处理、比较判决和进制转换三部分.分析了该方案的误码性能,得到了平均误码率的估算公式,分析得到了可降低误码率的信号设计基本规则.最后用一个透镜阵列处理器通过实验验证了该通信方案.     

基于量子隐形传态的量子保密通信方案

量子保密通信包括量子密钥分发、量子安全直接通信和量子秘密共享等主要形式.在量子密钥分发和秘密共享中,传输的是随机数而不是信息,要再经过一次经典通信才能完成信息的传输.在量子信道直接传输信息的量子通信形式是量子安全直接通信.基于量子隐形传态的量子通信(简称量子隐形传态通信)是否属于量子安全直接通信尚需解释.构造了一个量子隐形传态通信方案,给出了具体的操作步骤.与一般的量子隐形传态不同,量子隐形传态通信所传输的量子态是计算基矢态,大大简化了贝尔基测量和单粒子操作.分析结果表明,量子隐形传态通信等价于包含了全用型量子密钥分发和经典通信的复合过程,不是量子安全直接通信,其传输受到中间介质和距离的影响,所以不比量子密钥分发更有优势.将该方案与量子密钥分发、量子安全直接通信和经典一次性便笺密码方案进行对比,通过几个通信参数的比较给出各个方案的特点,还特别讨论了各方案在空间量子通信方面的特点.     

基于AUTOSAR的点到点安全通信的实现

功能安全的概念在汽车嵌入式系统领域越发到关注,汽车开放系统架构AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)是目前国际流行的标准软件架构,它在AUTOSAR4.1的版本中针对功能安全首次提出了点到点（End-to-End,E2E）的安全通信机制。为保证汽车各组件间的通信安全,对在AUTOSAR架构下的E2E安全通信机制进行了研究,采用E2E Profile 2的方法来实现E2E安全通信,旨在解决如何保证电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)之间以及ECU内部不同核之间,不同SWC（software component）之间数据的安全通信的问题。基于AUTOSAR架构,通过在电子控制单元核内通信采用E2E Protection Wrapper的通信方式,跨电子控制单元核外通信采用COM E2E Callout的通信方式实现了通信机制的搭建。通过对ECU内部及跨ECU的通信测试,表明该方法能有效的检测通信过程中的重复发送错误、CRC(Cyclic Redundancy Check)校验和错误及发送序列错误等问题。     

跳频通信系统脉冲同步干扰仿真研究

跳频技术是目前通信领域应用非常广泛的一种通信方式。当跳速足够高、跳频带宽足够宽时,常规的干扰方法往往难以奏效。提出利用脉冲干扰信号对跳频信号的同步部分进行干扰的方法,并在MATLAB中建立典型跳频通信系统的信号级干扰仿真系统,采用脉冲信号进行干扰仿真研究。结果表明,脉冲干扰信号是一种对抗跳频通信的可行方式,针对跳频通信系统的同步部分进行干扰可以有效降低对脉冲信号源的综合指标要求。     

一种新的基于空间图案信号的多进制无线光通信技术

提出了一种新的多进制无线光通信技术,其基本原理是用一组相互易区分的空间图案代替传统无线通信中的会聚光斑传递信息.分析了该通信方案的信道容量,结果表明无线光通信系统存在未被利用的空间自由度,其大小与系统收发孔径和光波波长有关,与光场空间分布无关.通过合理设置系统的结构参数和设计信号图案,可以利用无线光通信系统的空间自由度增加信道容量.提出了一种实现该技术的光电系统方案,其关键组成部分为空间光调制器和图象相关器.详细描述了信号处理过程,具体包括二维相关处理、比较判决和进制转换三部分.分析了该方案的误码性能,得到了平均误码率的估算公式,分析得到了可降低误码率的信号设计基本规则.最后用一个透镜阵列处理器通过实验验证了该通信方案.     

紫外光散射通信系统的数据传输速率影响因素的研究

无线紫外光局域通信是在短距离内实现全方位信息安全传输的有效途径之一,其中数据传输速率是该类通信系统的重要技术指标。从常用的紫外收发通信系统结构出发,研究无线紫外光局域通信数据传输速率的影响因素。研究结果表明：大气信道和紫外光源的选择对系统数据传输速率影响较大;由于大气散射信道的多径时延,系统的最大调制速率受到限制,当通信距离较短或天气环境较好时,系统的最大调制速率较高;紫外光源中,低压汞灯最大调制速率20kHz,紫外LED最大调制速率为几兆赫兹左右。相关研究成果为高速紫外光局域网络的设计与应用提供了参考。     

物联网云平台ZigBee无线通信网络节点设计

随着科学技术的发展,无线通信技术不断成为当今社会的通信方面的主流发展方向;对于一种可以集所有通讯方式的优点为一体,并且可以实现远距离网络通信传输的方式成为现在通讯技术行业的主要研究方向;而文章根据一种基于ZigBee协议的无线网络通信架构进行研究,设计出一种可以满足当今通信需求的硬件平台;其中应用到ZigBee协议中的短距离传输技术和将其与SPI接口连接完成的一种通信技术手段;最后将ZigBee单片机通过USB接口与计算机相连接完成通信无线传输工作;文章中提出了这种平台设计的软件设计方案和硬件设计方案,并且通过软硬件设计,分析出其所具备的优点和未来发展能力;通过对比试验,得出这种无线传播方式有更好的传播效率和节省能源的优势。     

Changes in business communications: innovative uses of new media and technologies.

An overview of communication technologies and concepts for intra- and inter-business communication, including local area networks, electronic mail and tele-conferencing, illustrates the wide spectrum of methods which challenge traditional forms of business communication such as correspondence and telephone. It is shown how the application of these technologies, in concert with the computer and new storage media, allows integration of communication, data management and recordkeeping functions. The systematic application of electronic technologies and recognition of the advantages of graphics for effective communication lead to the stimulation of graphic forms of communication. Technologies and methods of graphic communication are discussed, and the impact of these new approaches on the work environment in the office is explained.     

时间间断式通讯转接器的研制

时间间断式通讯转接器是为在强电磁干扰区进行正常通讯而设计,该通讯转接器的研制,使速调管走廊强电磁干扰区的通讯稳定可靠,从而消除由于外界干扰而造成的通讯错误.     

量子通信

量子通信是经典通信和量子力学相结合的一门新兴交叉学科。文章综述了量子通信领域的研究进展，既包括人们所熟知的量子隐形传态、密集编码和量子密码学，也包括刚刚兴起但却有巨大潜力的量子通信复杂度和远程量子通信等领域。文章介绍了量子通信的基本理论框架，同时也涉及了这个领域最新的实验研究的进展。     

Performance analysis of non-line-of-sight ultraviolet communication through turbulence channel

The bit error rate performance of non-line-of-sight ultraviolet communication through atmospheric turbulence is studied. The communication performance degradation under different strengths of turbulence is evaluated.Particularly, under strong turbulence conditions, the communication distance can be shortened by 30%, or at a given distance the communication rate can be reduced by half than the counterpart of no turbulence.     

电接口以太网传输大气激光通信系统的研制

介绍了基于电接口的大气激光通信系统的工作原理及各部分的组成，测试了光学天线的天线效率以及准直发散角的大小(天线效率约为35％，准直发散角为1.3mrad)，并对系统进行了光功率链路的估算。计算结果表明：所设计的系统完全可以满足2km内大气传输的要求。在此基础上研制出基于电接口的通过以太网传输的大气激光通信系统。该系统由激光器收发子系统、光学天线子系统以及媒体传输子系统组成，其中为了避免大气湍流，光学天线采用了双路发射、双路接收的形式。此系统可以实现计算机和以太网之间以及2台计算机之间的通信。工作速率为10Mb/s和100Mb/s自适应，工作距离为500m。     

可信计算模式下P2P匿名通信系统设计

为了提高P2P匿名通信系统的安全性与可信性,需要对P2P匿名通信系统进行设计。当前使用的匿名通信系统,无法在用户节点匿名的情况下,保证P2P匿名通信系统匿名节点的可信性。因此,提出一种基于可信计算模式的P2P匿名通信系统设计方法。该系统的硬件部分分为系统登录模块、通信模块、数据模块、可信计算模块4大模块,模块之间相互合作,形成一个完整的匿名通信系统,匿名通信系统软件设计部分通过建立可信计算的联接,实现在匿名通道中进行数据传递,并对待传递的数据进行层次性打包加密,同时采用可信度计算对匿名通信系统中节点、匿名通道进行计算,形成安全可信的匿名传递通道。实验仿真证明,该方法在保证该系统数据传递的效率的同时提高了匿名通信系统的安全性与可靠性。     

基于VxWorks阵列天线主控系统的多节点通信北大核心CSCD

采用UDP通信协议实现基于VxWorks的阵列天线主控系统与各分系统之间的多节点通信;在应用层中设计了通信协议,保证通信双方可以正常通信;同时,设计了缓冲机制,用以存储收发的命令,保证信息在传输过程中不丢失,使命令任务能够有序正常的执行。实验结果表明,该协议及缓冲队列可以有效的实现阵列天线主控系统与各分系统之间的多节点通信。     

基于X射线的空间语音通信系统

提出了栅控X射线源作为发射器和基于微通道板的X射线单光子探测器作为接收器的X射线通信方案. 搭建了基于X射线的空间语音通信系统, 详细介绍了信号调制发射器、基于微通道板的X射线单光子探测器及信号接收解调器的设计及工作原理. 报道了基于X射线的空间语音通信系统的初步实验结果, 实现了优于20 kbit/s的基于语音信号调制的X射线通信. 实验分析了在不同X射线强度、信号整形时间和阈值设置下通信性能影响, 得出了X射线发射功率限制X射线通信速率的结论, 提出了下一步提高X射线通信性能的改进方案. 关键词： X射线通信 X射线源 探测器     

基于FPGA的跳频通信系统开发

为了提高通信的抗干扰和保密性,对跳频通信进行了研究,通过分析跳频通信的实现方式,提出基于FPGA的跳频通信系统实现方案。该方案中发端信号采用QPSK调制,接收端采用超外差接收以达到减少噪声和提高接收灵敏度的效果,接收端跳频同步采用等待自同步的跳频捕获和基于延迟锁相环的跳频跟踪。测试结果表明所设计的跳频通信系统可以正确实现跳频通信。与传统跳频通信实现方案相比,该方案具有灵活性强、开发周期短、开发费用低等优点。     

自由空间光通信地面演示系统光束APT设计与实现

自由空间光通信将成为未来空基通信一种可行且诱人的通信手段。光束的捕获、对准和跟踪是自由空间光通信中必须解决的关键技术之一。本文对设计的自由空间光通信地面演示系统进行分析。详细论述演示系统的组成及功能，APT伺服系统的设计和演示实验的工作流程。最后给出实验测试结果。