各向异性海洋湍流对外差式DPSK无线光通信系统的性能研究

应用广义的惠更斯-菲涅耳原理及改进的Rytov方法,采用基于Gamma-Gamma光强概率分布的海洋湍流信道模型,得到了中断概率解析式.并在此基础上对各向异性海洋湍流高斯光束外差式差分相移键控(DPSK)调制的中断概率性能进行了研究.仿真分析了不同的各向异性海洋湍流下各种海洋湍流参数(温度与盐度波动对功率谱变化贡献之比、单位质量流体动能耗散率、均方温度耗散率)、传输距离、DPSK调制的数据传输速率对中断概率的影响.为降低高斯光束DPSK调制下的中断概率、提高通信质量及可靠性提供了理论依据.     

一种重要抽样仿真方法的研究及应用

介绍了蒙特-卡洛仿真原理,分析了改进型的蒙特-卡洛仿真即重要抽样(IS)的原理及其在通信中的应用,特别是在高速光纤通信的偏振模色散(PMD)仿真中的应用价值.实验证明,采用重要抽样的仿真方法可以得到大差分群时延(DGD)值的小概率事件,并且系统配置比用蒙特-卡洛的仿真方法简单得多.     

基于EKF的水下LD通信精对准控制算法

高速激光通信中接收机与光斑中心很难处于精对准状态,导致水下光通信链路难以稳定建立.首先采用蒙特卡洛仿真统计法分析激光光子在海水中传输的接收光强分布规律,再通过实验对接收端的光斑图像进行采样分析,利用曲线拟合得到接收器位置与接收光强的关系.仿真与实验结果表明:光束经过25 m的水下传输,接收光强分布仍近似为高斯分布.采用非线性估计算法(扩展卡尔曼滤波)与基本状态控制反馈理论,根据接收光强度估计接收器当前位置与最大光强处的距离,通过反馈算法实现接收端与光斑中心的主动跟踪对准.算法仿真结果显示,接收端对准误差在2 mm以下,稳定后接收效率超过98%.     

核磁共振定量法测定制剂中埃索美拉唑含量

以马来酸为内标,氘代二甲基亚砜为溶剂测定1H核磁共振谱,通过比较样品定量峰与内标物质响应峰峰面积,计算埃索美拉唑的含量。结果显示,同一样品在相同条件下测定6次,定量峰与内标响应峰比值的RSD为0.54%;平行配制5份样品溶液,定量峰与内标响应峰比值的RSD为0.62%。采用不同样品定量峰计算的埃索美拉唑含量分别97.2%、97.1%、98.2%、98.1%,RSD分别为0.54%、0.62%、1.33%、1.28%。本文建立的核磁共振定量法(q NMR法)可以有效避免辅料依地酸二钠、氢氧化钠干扰,经方法验证可用于测定埃索美拉唑含量。     

基于级联交织码的水下LED光通信误码性能分析

为了提升系统误比特率,减小基线漂移以及海水信道的吸收散射等特性对光信号产生的影响,采用了基于水下发光二极管(LED)光通信系统的低密度奇偶校验码(LDPC)-里所(RS)级联交织码方案,在模拟水下LED光通信实验系统的情况下,分析码字方案中RS码、LDPC码以及交织参量对系统误比特率性能的影响,得到了级联交织码方案的优化参量,并进行了实验模拟验证。结果表明,优化后的级联交织码系统与未编码系统、RS码系统、LDPC码系统相比分别可获得3.8dB,2dB,1.2dB的增益,可有效提高系统的误比特率性能。该研究为提高水下无线光通信系统的可靠性提供了参考。     

一个0.18μm CMOS工艺的超宽带低噪声放大器的分析与设计

在本文中我们介绍了一个可以在整个UWB带宽（3.1-10.6GHz）范围内工作的超宽带低噪声放大器。它利用了电流复用技术来降低电路的功耗。我们还详细分析并比较了当使用2阶和3阶滤波器用于阻抗匹配时它们的噪声贡献。该放大器的测试芯片用0.18μm CMOS工艺实现。测试结果表明：该放大器可以在3.1-10.6GHz的带宽内提供12.4-14.5db的增益,并且提供良好的阻抗匹配,噪声系数为4.2-5.4db,输入三阶交调电压在6GHz时为-7.2dbm。当电源电压为1.8V时,芯片消耗5mA电流（不包括输出buffer）。芯片面积为0.88 mm2。     

超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤

本文提出了一种以环烯烃共聚物（Cyclic Olefin Copolymer, COC）为基底的超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤,该光纤的包层由两组（共六个）无节点嵌套管组成。采用时域有限差分法（Finite Difference Time Domain method, FDTD）结合完美匹配层（Perfectly Matched Layer, PML）边界条件对其导波特性进行分析。仿真结果表明,在0.8~1.35 THz范围内,总传输损耗小于0.1 dB/m,双折射大于2.12×10^-5,色散在±0.027 ps/THz/cm。在1.12 THz处,最低总传输损耗仅为0.543×10^-2 dB/m,双折射值为2.06×10^-4。同时,分析了该光纤的弯曲性能,表明在y方向,当弯曲半径超过19 cm时,弯曲损耗小于0.1 dB/m,具有良好的弯曲性能。     

二维同步OCDMA光编码器设计与研究

文章以"同步修正素数码"为基础,利用互相垂直的两组线偏振光构造了适用于同步光码分多址(OCDMA)系统的二维光正交地址码.通过分析码字的自相关和互相关特性,确定了其选码原则.在此基础上,设计了适用于同步OCDMA系统的二维光编码器.仿真结果表明,与一维同步OCDMA系统相比,二维同步光正交地址码具有更优良的接收性能,并解决了器件在实际使用过程中可能出现的功率非线性叠加问题.     

海洋湍流外尺度对高斯光束传输特性的影响

针对功率谱反演法模拟的海洋湍流相位屏中缺乏外尺度对光学特性影响的模型,基于Nikishov海洋湍流功率谱模型,提出一种指数型外尺度的Nikishov谱的修正模型,并通过功率谱的收敛性质及标准化光谱对该模型进行验证。相比于已有的包含外尺度参量的功率谱模型,该修正谱形式较为简单,便于分离变量,可在后续的研究中基于波动光学理论借助超几何函数对光学参量理论公式进行推导。基于该功率谱修正模型建立复合海水信道湍流相位屏仿真模型,针对功率谱反演法生成的相位屏存在低频信息不足的缺陷采用低频次谐波进行补偿,通过光线追踪的蒙特卡洛统计方法分析了湍流外尺度对高斯光束光学特性以及信号时域扩展特性的影响。波动理论数值计算与基于相位屏的仿真结果一致表明：在弱湍流条件下,海洋湍流外尺度对准直高斯光束光束扩展、质心漂移特性的影响较大,对光强闪烁的影响较小;海洋湍流外尺度对时域展宽影响较小,湍流影响下的信号时域扩展与传输距离近似呈现二次函数关系。     

海洋湍流下波长分集无线光通信系统性能分析

由于海水的吸收、散射衰减以及海洋湍流效应会引起水下无线光通信（Underwater wireless optical communication,UWOC）系统接收端光信号的闪烁,导致UWOC系统传输性能下降。基于Gamma-gamma分布的海洋湍流信道模型,根据海洋湍流参数和各向异性因子表示的等效结构参数,推导出波长分集UWOC系统中断概率（Outage probability,OP）与平均误码率（Bit error rate,BER）封闭表达式。研究分析随着各向异性因子的增加,具有不同波长分集阶的水下无线光通信系统中断概率与平均误码率的变化,比较接收端使用最佳组合（Optimal combining,OC）与等增益组合（Equal gain combining,EGC）技术的水下无线光通信系统平均误码率,并仿真不同海洋湍流参数、传输距离对波长分集UWOC系统性能的影响。数值结果表明,随着各向异性因子的增加,海洋湍流对水下无线光通信系统产生的影响逐渐减弱,使用波长分集技术的UWOC系统比无波长分集技术的UWOC系统中断概率与平均误码率明显改善。