无线光通信技术研究

无线光通信技术是一种宽带无线接入技术,是光通信技术和无线通信技术相结合的产物。本文介绍了两种无线光通信技术(FSO和VLC)的优势及不足,然后介绍了VLC在室内的一个典型应用,最后展望了这两项无线光通信技术未来的研究方向及发展趋势。     

无线光通信技术研究

无线光通信技术是一种宽带无线接入技术。是光通信技术和无线通信技术相结合的产物。介绍了两种无线光通信技术（自由空间光通信FSO和可见光通信VLC）的优势及不足，介绍了VLC在室内的一个典型应用，最后展望了这两项无线光通信技术未来的研究方向及发展趋势。     

水下无线光通信的安全性研究

水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication,UWOC)作为水下无线网络的重要补充,因其高带宽、低延迟等特点,近年来引起了众多研究学者的关注,研究方向普遍侧重于提高UWOC系统的传输距离和通信速率,但目前关于UWOC安全方面的研究较少,无法为其提供全面和有效的安全保...     

一种水下无线光通信系统解决方案

水声技术是目前应用范围最为广泛且时间最长的水下无线通信技术。随着需求不断提高,水声通信的短板也逐渐显现出来。如传播延迟长、信号衰减大、多径效应严重、通信带宽有限等特性导致水声通信在水下通信网络设计面临巨大挑战。水下光通信具有带宽受环境影响小、可用载波频率高、传输时延小等优势。水下可见光通信技术是一种新的水下无线通信技术,是以可见光信息为载体,高速脉冲数字编码调制,通过水下信道高速传输信息的通信方法。该技术具有速度高、体积小、成本低、容量大等优点,本文提出一种系统解决方案用来研究水下环境复杂多变的传输信道,为未来稳定、可靠、高速的水下可见光通信技术以及工程化应用提供指导。     

室内无线光通信系统的物理层加密技术研究

为提升室内无线光通信系统的物理层加密实时性,提出一种新型的室内无线光通信系统的物理层加密技术.首先对无线光通信系统物理层进行加密,物理层对接收数据实施串并转换,并将转换后数据通过映射方式发送至密钥矩阵内,然后利用调制方式保护算法实现数据加密,通过并串转换至原有数据形式,增加前缀后实现物理层发送端加密,最后通过信道多径延...     

水下无线光通信传感器网络路由算法的研究

水下环境的多变性导致水下无线光通信传感器网络中个别节点无法满足视距传输的要求.为了恢复节点间的有效通信,基于中继协作传输方式,将混合指数广义伽马模型中的误码率作为中继选择指标提出了一种中继路由算法.为了确保所选中继节点在低能耗条件下能解决传感器网络中的链路故障问题,在中继选择时考虑了节点成功通信的功率阈值.仿真结果表明...     

水下无线光通信系统一般测试方法

水下无线光通信(UWOC)是一种新兴的高速水下通信技术,因其拥有传输带宽高、抗电磁干扰能力强、功耗低和体积小等优点,在学术界和工业界逐渐引起广泛关注。尽管光作为信息载体在水下传输时存在较大衰减,但其传输距离仍然可达百米级别,足以满足传感器数据传输的距离要求。然而,目前UWOC技术仍处于早期发展阶段,大部分UWOC系统的实验仅在实验室水箱开展,且性能测试方法各不相同,缺乏统一的性能测试模型和方法。为更客观地评估UWOC系统的性能,文章尝试提出UWOC系统的一般测试方法,建立测试模型,并总结系统评价指标,以促进UWOC技术的发展。     

可见光通信的物理层安全优化与加密技术

可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是解决现有射频通信频谱稀缺问题的关键技术之一.相对于传统RF通信,VLC具备更好的安全性,但若将其应用于大型公共场所,则容易出现VLC链路遭窃听的情况.基于此,对具体的物理层安全优化与加密技术展开分析,提出一些思路和方法,以达到有效提高通信安全...     

面向物理层安全的广义随机空间调制技术

针对窃听信道质量优于合法信道质量时的物理层安全传输问题,提出了一种广义随机空间调制技术。该技术利用合法信道的瞬时状态信息随机扰乱比特到符号的映射关系,实现物理层安全传输。首先给出了广义随机空间调制系统的收发机结构。然后计算了合法接收用户的误码率上界和系统保密容量。从误码率上界的表达式得出,所提广义随机空间调制系统可靠性与传统广义空间调制相同,由此可在不损失系统可靠性的前提下实现安全传输。保密容量的计算表明,安全通信速率不随窃听方天线增多而下降,因此能抵抗具备海量天线的窃听者。最后用仿真验证理论分析的准确性和所提方案的有效性。     

水下无线光通信关键技术与未来展望

随着“海洋强国”战略的推进,水下无线通信的需求愈加迫切。传统水声通信无法满足日益增长的水下数据高速传输需求,水下无线光通信凭借其高速率、高保密和低成本等优势,成为水下无线通信的研究热点。从水下无线光通信的传播特性和应用场景出发,概述了水下无线光通信的理论信道模型、编码调制技术和最新实验进展,并结合深海环境和6G愿景,展望了水下无线光通信多输入多输出技术、弱光信号检测技术和水下通感一体化技术的发展方向及相应挑战。     

高速水下无线光通信系统研究进展

水下无线光通信(UWOC)系统可以实现最高Gbit/s量级的信号传输速率,对于现代水下应用具有重要意义。文章简述了UWOC系统的发展过程,对不同种类的UWOC系统进行了比较,对高速UWOC系统的研究现状进行了综述,从高速UWOC系统的光源、接收机以及信号处理3个部分进行了总结与讨论。希望文章可以为未来高速UWOC系统的研究与发展带来帮助。     

无线光通信技术

无线光通信(FSO)是一种新型无线宽带接入技术。本首先对FSO进行了概述，接着简单讲述了FSO的工作原理和FSO的优点和缺陷，指出FSO是解决“最后一公里”问题的新方案，最后简单讨论了FSO的发展前景。     

基于无线信道参数的物理层安全密钥容量

利用无线信道参数提取物理层安全密钥时,密钥容量受加性噪声、信道测量时差、终端移动速度、采样周期和采样点数等因素影响。针对这一问题,该文在均匀散射环境中利用单输入单输出无线信道定量分析密钥容量,推导了密钥容量的闭式解以确定最佳采样周期的约束条件。仿真分析表明该结论同样适用于非均匀散射环境,同时验证将物理层密钥提取技术应用于无线通信系统的可行性。     

双光源水下无线光通信系统的研究与实现

随着海洋探测研究的不断深入,水下无线通信技术已成为制约其发展的关键。针对水下高速、远距离无线通信的需求,设计了一种面向海洋商用的水下双向链路通信系统。系统在发射端采用激光LD及LED双发射源,提出了双发射光源的系统设计方案,并通过设计相应的驱动电路验证了方案的可行性;在接收端利用5 mm大面积APD及高灵敏度PMT双接收探测器接收光信号,适用于远距离、高速通信;系统的信息处理部分由FPGA完成,通过网络通讯方式与PC端进行信息交互;最后完成整个系统设计并进行了商用工程化。开展的水下模拟实验表明,系统在通信距离5 m、误码率10?7时,通信速率可达60 Mbps;在远距离通信60 m、误码率10?7时,通信速率达10 Mbps。     

水下无线光通信中MIMO技术研究现状

水下无线光通信(UWOC)具有大容量和高速率等优势,然而受水下复杂环境和光学器件带宽的影响,实际通信范围和传输速率受到制约。多输入多输出(MIMO)技术将空间单流数据转换为多流数据并行传输,可以扩展UWOC的通信距离,缓解水下吸收、散射效应和湍流引起的通信性能下降,因而受到广泛关注。基于此,文章围绕UWOC中的MIMO技术,分析和总结了MIMO-UWOC的信道模型、研究现状、实验装置与原型以及发展趋势与展望。     

基于物理层安全的最优化跨层调度方案

无线网络的调度方案要求以链路质量、传输率和时延等网络参数作为主要参考依据,控制和管理网络中节点的传输行为。现有的无线网络调度方案中都没有把网络安全纳入考虑,但是通常情况下,网络安全正是影响网络性能的重要因素。文中设计了一个新的无线网络调度方案,该方案可以在物理层实现通信的完美保密。通过把这个调度方案和IEEE802.11的Mac协议中已有的分布式协调功能(DCF)相结合,从而可以实现一个保证了物理层安全的新Mac协议——SecDCF。文中采用Matlab对该协议进行仿真,仿真结果显示在实现物理层安全的前提下,SecDCF相比传统的DCF可以显著提升性能。     

PMT阵列在水下MIMO无线光通信中的应用

水下无线光通信具有的高带宽、低时延等特点,已成为水下通信的可行选择。系统发送端光源由6只绿光发光二极管(LED)构成阵列,接收端由3只光电倍增管(PMT)构成阵列,形成了6×3的多输入多输出(MIMO)传输方式。在室内10 m水槽水下信道下,实现了1 Mbps的信息传输速率。通过MATLAB软件对接收平面光功率分布仿真,最大值为?35.8 dBm。此外,测试了PMT阳极输出电压波形,并推导出阴极电流波形。理论计算得出信噪比为19.4 dB,理论误码率约为1.1×10?5。所选PMT模块理论上最小接收功率可低至1.5×10?9 W,体现出极高的探测灵敏度。最后,通过蒙特卡洛(Monte Carlo)数字仿真说明,在信噪比25 dB可达到约35 bit·s-1·Hz-1的信道容量。     

无线光通信技术及其应用分析

分析了无线光通信的基本工作原理和工作特点,也对其应用场合和应用时需考虑的一些影响因素进行了简要讨论。     

物理层安全技术及其在保密通信中的应用

随着当今电子技术的快速发展,保密通信已经在整个现代电信系统中得到了广泛应用,然而在通信过程中怎样保证密钥不被识破成为非常关键的问题,当前在网络、金融行业中密钥的安全性主要利用数学计算进行保证。基于此,文章首先针对常见的物理层安全技术概念进行了简单阐述,然后带着对这些概念的了解,对物理层安全技术及其在保密通信中的应用进行了深入分析,希望可以为大家提供一些参考。     

水下无线光通信动态阈值判决技术研究与性能分析

针对海洋湍流信道环境下固定阈值判决方案导致水下无线光通信系统性能恶化的问题,提出了一种动态阈值判决方案。该方案基于水下湍流信道慢衰落的特性,在发送端将数据以帧为单位进行发送,接收端则根据接收帧前导码的幅度每帧更新一次判决阈值。采用蒙特卡洛法和Gamma-Gamma信道模型对水下无线光通信系统进行仿真,仿真结果表明：在弱湍流信道环境下,当系统误码率为10^-6时,动态阈值判决方案比固定阈值判决方案的误码性能提升5.4 dB;在中、强湍流信道环境下,动态阈值判决方案能够有效抑制误码率门限现象的产生。