导读:本文包含了空间激光通信论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:激光,通信,空间,湍流,算法,大气,相位。
空间激光通信论文文献综述
孙悦,黄新宁,温钰,谢小平[1]（2019）在《空间激光通信网络中的全光相位再生技术》一文中研究指出围绕空间激光通信网络中高速数据多跳传输应用需求,针对相位调制激光链路经过空间长距离传输后信号质量劣化的问题,研究了基于相位敏感四波混频参量效应实现二进制相位调制高速激光信号的全光相位再生技术。利用Matlab软件数值分析了全光相位再生系统的影响因素,并基于OptiSystem仿真平台搭建了全光相位再生系统。结合高轨-地面站空间激光通信系统链路预算,对速率为10 Gbit/s的DPSK信号光经背靠背、相位噪声劣化以及劣化后全光相位再生处理叁种传输场景进了对比分析。模拟仿真结果与数值分析结果均表明,与劣化后未经再生处理的系统相比,全光相位再生处理后的系统误码率平均优化4个数量级,信噪比提升约3 d B,表明该空间激光通信全光相位再生技术可实现相位调制信号的全光相位再生,能够有效提升空间相干激光通信系统的性能,可以应用于空间高速激光通信网络中继节点处的全光数据中继等方向。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年09期）
张敏,佟首峰,滕云杰[2]（2019）在《空间激光通信单探测器复合跟踪控制技术研究》一文中研究指出空间激光通信终端伺服系统是一种高精度的跟踪机构,在扰动条件下,通信系统对跟踪系统的稳定性及精度提出了较高的要求。本文主要介绍了激光通信伺服系统的复合跟踪技术,详细论述了单探测器复合跟踪方式的选择以及激光通信伺服系统的控制流程。最后,在振动平台上进行了粗精复合的激光跟踪实验。实验结果显示,当通信终端系统跟踪最大振动加速度为0.22°/s~2的振动平台时,跟踪目标平稳性较好,单独采用粗跟踪时误差为60μrad,采用粗精复合跟踪时位置误差可以达到2μrad。实验结果表明,空间激光通信系统中单探测器复合跟踪技术的设计满足了系统跟踪精度的要求,为激光通信控制系统的设计提供了一定的参考。(本文来源于《激光与红外》期刊2019年08期）
徐珩[3]（2019）在《空间激光通信技术的研究》一文中研究指出在社会不断发展的背景下,通信技术迅猛发展,作为通信技术中先进技术之一,空间激光技术的运用有效促进我国通信事业的发展。所以,需要对空间激光激光技术的应用进行深入分析,明确其技术的应用优势,进而促进空间激光技术的有效应用。基于此,本文针对空间激光通信技术进行分析研究。(本文来源于《中国新通信》期刊2019年15期）
王玉坤,贾娜[4]（2019）在《空间激光通信发展趋势及关键技术》一文中研究指出结合理论实践,分析了我国空间激光通信的发展现状,提出了空间激光通信的发展趋势,包括:高速率、网络化、多途径、一体化、多谱段等内容,并在此基础上,论述了实现空间激光通信的关键技术,希望对我国空间激光通信的发展和应用有一定帮助。(本文来源于《电脑编程技巧与维护》期刊2019年07期）
姜会林,付强,赵义武,刘显着[5]（2019）在《空间信息网络与激光通信发展现状及趋势》一文中研究指出天地一体化信息网络是科技强国的重要标志,根据国家整体规划,到2030年将建成全球覆盖、按需服务、随域接入、安全可信的信息网络,服务国防建设和社会发展。空间激光通信是实现信息高速传输和保密安全的重要手段,将在构建天地一体化网络中发挥重要作用。首先从概念内涵与系统架构、研究现状与发展趋势、总体目标与主要难点3个方面介绍了天地一体化网络,然后总结了空间激光通信的概念和特点、研究现状和发展趋势,以期为我国天地一体化信息网络的构建提供有益参考。(本文来源于《物联网学报》期刊2019年02期）
翟英歌[6]（2019）在《空间激光通信技术的优势和国外研究现状》一文中研究指出空间激光通信技术相比于传动的微波通信方式具有多方面的优势,近年来已经成为高速空间通信的重要手段,也因此成为国际上通信领域的研究热点。本文总结了空间激光通信的几点优势并罗列了近年来国外几项主要的研究项目,并对其中几个项目做了详细介绍。为激光通信技术的研究提供借鉴和参考。(本文来源于《信息记录材料》期刊2019年06期）
王玉坤[7]（2019）在《空间激光通信自适应光学系统的控制研究》一文中研究指出空间激光通信是指信息以激光为载体,在空间进行数据传输,它结合了无线通信和光纤通信的优点,具有通信速率高、频带宽、容量大、保密性好、抗电磁干扰、体积小、功率低、施工简单等优点,逐渐成为下一代高速无线通信的核心。除外太空的激光通信外,空间激光通信的传输信道都要经过地表大气层,大气层进行空间激光通信面临的主要问题是大气湍流引起的激光能量衰减、光束到达角起伏、光斑质心漂移和扩展等,这严重降低了空间激光通信系统性能。为了缓解大气湍流引起的效应,本研究课题拟在空间激光通信系统中加入自适应光学技术,研究自适应光学技术和空间激光通信系统结合相关的控制问题。目前,国内外还没有关于空间激光通信自适应光学系统控制问题的针对性研究。本论文定量分析了自适应光学系统控制性能对空间激光通信性能的影响,为空间激光通信自适应光学系统控制器设计提供理论依据;研究了空间激光通信自适应光学系统中倾斜镜和变形镜的控制方法,提出了高带宽高稳定性的自适应光学系统控制方法,并通过室内实验和外场实验验证了本论文提出的理论公式和控制方法,为实现长距离、长时间、多场合、低误码率的空间激光通信奠定坚实的基础。为了定量分析自适应光学系统控制性能对空间激光通信性能的影响,本论文从大气湍流的组成出发,基于Kolmogrov湍流理论得到大气折射率起伏模型,进而得到大气湍流的时间、空间描述方法。在定量描述了大气湍流时空强度的基础上,建立不同湍流强度时,自适应光学系统控制带宽、校正Zernike模式数与大气湍流校正效果之间的关系。结合通信系统模型,建立耦合效率、通信误码率与大气湍流校正效果之间的关系,进而得到自适应光学控制系统带宽、校正Zernike模式数与通信耦合效率、误码率之间的定量关系,并通过实验验证了本论文推导定量关系公式的正确性。明确了空间激光通信自适应光学控制系统各项指标的要求,为空间激光通信自适应光学系统控制器的设计提供理论依据。根据大气湍流Zernike模式对激光通信性能影响的分析可知,倾斜项误差是影响激光通信性能的主要因素,提高倾斜扰动的抑制能力将显着提高激光通信性能。由于空间激光通信的使用环境不固定和控制系统回路延迟的影响,传统的PID控制算法无法在多种条件下长期稳定运行,控制带宽也受延迟影响较低。因此,必须针对激光通信系统设计性能更好的控制器。本论文提出了基于频域修正的子空间模型辨识方法,提高倾斜校正系统模型的辨识精度,将此模型应用于时间延迟补偿的控制策略可显着提高控制系统带宽,实验测试表明,应用本论文方法后控制系统误差抑制带宽从69 Hz提高至76 Hz。为了进一步提高控制系统带宽,将倾斜镜自带的应变力传感器作为反馈传感器,以更高的驱动频率对倾斜镜进行闭环控制,改善倾斜镜的线性度和滞后特性,以此作为内闭环与波前倾斜探测器相结合构成双闭环控制系统,进一步将倾斜控制系统的误差抑制带宽从76Hz提高至85 Hz,能够满足激光通信系统倾斜误差的校正要求。根据空间激光通信和大气相干长度的关系,为了达到较高的通信质量,除了倾斜项外,仍需要校正一定数量的Zernike模式。为了保证高阶项校正达到理想的性能,针对传统PI控制器中积分项的滞后特性,本论文在积分项中加入e指数的衰减因子,优化积分滞后特性造成的系统超调问题。同时推导了带衰减因子PI控制器的表达式,根据改进控制器的开环伯德图可知,带衰减因子PI控制器改善了系统的动态响应性能,增加了中频段的宽度,因此,提高了控制器对外界环境变化的适应能力。通过改进控制器的闭环伯德图可知,在系统的闭环带宽略有增加的同时,部分抑制了系统的谐振峰,明显改善了系统的调节时间和超调特性。为了验证本论文提出的理论分析和控制方法,搭建了一套用于激光通信的自适应光学系统。采用湍流模拟器模拟大气湍流,并对大气湍流进行自适应校正,对比分析了自适应光学系统校正前后激光通信的性能指标。对于静态波前像差为0.2-0.4?(?=808 nm)的畸变,校正后均方根误差小于0.1?,耦合效率提升到80%以上;对于大气相干长度为1 cm、格林伍德频率为50 Hz的动态波前像差,自适应光学系统校正后,光纤平均耦合效率提高到70%以上,通信误码率从10~(-5)降低为10~(-7),获得了2个数量级的误码率改善。为了验证所设计控制方法的有效性,对比分析了本论文控制方法和传统控制方法在激光通信性能改善方面的优势,并在大连旅顺港进行了为期一周的外场激光通信自适应光学校正实验,首次实现了海平面9公里的水平空间激光通信自适应校正,误码率从校正前的无法通信到校正后降低到10~(-6)以下,得到了明显的校正效果。同时测试了24小时的大气湍流数据,验证不同天气条件下自适应光学系统对激光通信性能的影响,证明了自适应光学系统的在激光通信系统中应用的重要性。本论文旨在研究空间激光通信系统中自适应光学系统的控制方法,通过对倾斜镜和变形镜的控制器的优化设计,以提升自适应光学系统在空间激光通信中的校正能力,从而大大增强空间激光通信的性能。本论文的研究结果为自适应光学技术在空间激光通信中应用提供了理论依据和技术支撑,从而大力推动空间激光通信技术的实用化进程。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01）
宋梨花[8]（2019）在《大气激光通信中的光空间调制》一文中研究指出近年来,随着数据传输业务量的急剧增加,对通信的服务质量提出了更高的要求,传统无线光通信(WOC)技术已经无法满足用户对数据速率的高要求。光多输入多输出(MIMO)技术为解决上述问题提供了一种有效手段。但传统光MIMO技术还存在多光束传输导致的信道间干扰强、接收端干扰抵消算法和信号检测算法复杂度大、天线间同步要求高等问题。空间调制(SM)技术作为一种特殊的MIMO技术,同时采用了传统的数字调制星座(即信号域)和激活天线位置(即空间域)来传递信息。因此,可以得到比经典系统更高的频谱效率。同时,由于在每个时隙上只有一条链路负责传输信号,SM避免了信道间干扰问题。因此,近年来在无线通信领域掀起了研究热潮。目前的WOC系统大多采用强度调制/直接检测(IM/DD)方式,这就使得射频通信中采用的SM技术不能直接应用于其中。因此,本论文依据无线激光通信系统的特点,结合L-PPM调制,研究了适合于大气激光通信系统的光空间调制技术,并针对系统中高复杂度的检测问题提出了改进算法。具体如下:(1)针对OSM方案中经典最大似然检测(ML)算法复杂度高的问题,本文将L-PPM调制与OSM技术相结合,利用OSM激光器映射向量和L-PPM脉冲向量构建了具有稀疏特性的发送信号。基于该稀疏特性,采用正交匹配追踪(OMP)算法提出了一种基于压缩感知(CS)理论的光空间调制信号检测算法。仿真结果表明:该方法以少量误码性能损失为代价极大地降低了信号检测的复杂度。同时,由于稀疏性的引入,该方法更适合于具有大规模激光器的无线光通信系统。(2)广义光空间调制(GOSM)结合了OSM和空间复用的优势,有效提高了OSM系统的频谱效率,并且还克服了OSM系统对发射天线数目的限制,但其增加了信号检测的复杂度。因此,针对GOSM技术,引入OB-MMSE信号检测方法,并依据GOSM信号特点对其权值进行了修正,提出了一种适合于GOSM的OB-MMSE信号检测算法,推导了对数正态湍流信道中阈值的选取方法。仿真结果表明:与ML算法相比,所提算法在牺牲较小误码性能的情况下,有效降低了ML算法的复杂度。与MMSE算法相比,虽然所提算法的复杂度略有增大,但其有效地降低了误码率,而且还适用于接收机数目少于发射机数目的系统。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2019-05-20）
陈思林[9]（2019）在《基于激光相位控制阵列发射机的相干检测空间激光通信系统研究》一文中研究指出空间激光通信系统因具有下述显着优势:1)信息容量大,传输码速率高;2)信道隐蔽性好,抗干扰能力强;3)系统功耗小、体积小、重量轻,在未来空天地海通信中有着重要的需求和重大的应用价值。光发射机是空间激光通信系统的关键组成部分,现有的单激光光源因为发射功率不高、对抗大气湍流能力弱等缺点大大限制了其在空间激光通信中的应用。为了实现空间激光通信传输距离和速率的提升,发射光源在输出光功率、运用自适应光学等手段补偿大气湍流等方面亟需技术突破。本论文对基于激光相位控制阵列发射机的相干检测空间激光通信系统方案进行研究,设计及提出可行的系统方案,借助Matlab等工具搭建了仿真平台以验证了该系统方案的有效性。论文首先研究了大气湍流的基本机制和相位屏数值模拟大气湍流的理论,然后探索了基于激光相干合成的相干空间光通信系统的相关关键技术,对包括激光相位控制阵列发射机、如何实现大气湍流的补偿和相干检测等关键问题进行分析,进而设计、搭建了合理可行的仿真平台。借助仿真平台,对比分析了相控阵发射机和单孔径发射机在湍流信道下的性能表现。本论文的主要研究工作及成果如下:1)设计了基于von Karman湍流模型的分步相位屏仿真空间激光通信系统的大气信道。研究了大气湍流的统计模型,探讨了不同形式生成湍流相位屏的优缺点。分析了大气湍流对激光通信的影响,选择了适用性更加广泛的谱反演法生成相位屏。2)设计了基于前馈式的高噪声容限相位补偿Viterbi-Viterbi算法,研究了大气传输光信号相位损伤补偿机制,大气中传输光场在空间上的相位起伏导致波前畸变,研究了大气信道中的相位起伏对空间激光通信系统的影响,根据其起伏变化随时间变化更快、幅度更大的特点,并在仿真平台上验证了算法的可行性。3)设计了37子孔径的激光相位控制阵列发射机,研究了光纤激光相干合成系统的关键技术,分析了不同孔径填充技术和多光束综合控制技术的优缺点和使用场景。根据分孔径相干合成技术,应用SPGD(Stochastic Parallel Gradient Descent)优化算法控制相干合成激光的相位和倾斜程度。4)设计了基于Matlab的仿真平台。通过该平台仿真了相控阵发射机经过湍流大气后远场的光斑图案,并分析了通信系统的BER(Bit Error Rate)性能,为了进行对比,在理论上与单孔径发射机经过传输后形成的远场光斑光场进行了对比,得出了相控阵发射机具有更高的功率预算的结论。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-07）
朱立博[10]（2019）在《空间激光通信中DSP复杂度简化方案研究》一文中研究指出随着如高清视频、网络直播等高速率的网络业务的快速发展,用户对于流量的需求与日俱增。空间激光通信系统可以有效地增加信息传输容量,保密性更高,满足人们对大数据量、高速数据传输速率的需求。但是在采用偏振复用的光纤通信系统中,色散在偏振复用系统中的作用会导致光在光纤内容易出现偏振态退化的现象。因此,接收端对数字信号处理中的偏振解复用算法和信道均衡算法要求比较高。经研究发现,空间激光通信信道相对光纤信道的偏振态变化、两偏振态各自信道特性变化相对较慢,并且没有严重的偏振模色散(PMD)效应,偏振复用信号在大气中传输数千米后其偏振态仍保持的很好。因此在空间激光通信系统中采用低速的偏振解复用和信道均衡就能能够满足系统的需求。针对偏振复用信号在空间激光通信系统中的特性,我们对系统的数字信号处理(DSP)过程进行简化方案研究。论文首先对偏振解复用算法和信道均衡算法进行了分析和研究。确定了采用强度互相关(ICC)算法进行偏振解复用,采用恒模盲均衡算法(CMA)进行信道均衡。接下来,论文对传统的时域均衡方案进行分析和研究,并设计了一种简化的时域均衡方案,实现在扩大传输容量的情况下,降低硬件资源的成本。我们提出首先用ICC算法进行低速的偏振解复用处理,然后再对每个偏振态信道用CMA算法进行低速的线性信道均衡。该方案的优点在于,通过FPGA处理时可以采用较低的逻辑单元通过资源重用的方法实现ICC和CMA算法,从而降低硬件实现时的逻辑资源消耗。最后,为了验证方案的可行性,我们搭建发射机发送奈奎斯特20-GBd PM-QPSK信号。接收机的采样信号,用MATLAB分别进行CMA处理和ICC+CMA处理,并对比分析实验数据。通过对比经过两种处理后的星座图和误码率,我们证明该方案以误码率的微弱提高为代价,简化了DSP处理过程。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-07）
空间激光通信论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
空间激光通信终端伺服系统是一种高精度的跟踪机构,在扰动条件下,通信系统对跟踪系统的稳定性及精度提出了较高的要求。本文主要介绍了激光通信伺服系统的复合跟踪技术,详细论述了单探测器复合跟踪方式的选择以及激光通信伺服系统的控制流程。最后,在振动平台上进行了粗精复合的激光跟踪实验。实验结果显示,当通信终端系统跟踪最大振动加速度为0.22°/s~2的振动平台时,跟踪目标平稳性较好,单独采用粗跟踪时误差为60μrad,采用粗精复合跟踪时位置误差可以达到2μrad。实验结果表明,空间激光通信系统中单探测器复合跟踪技术的设计满足了系统跟踪精度的要求,为激光通信控制系统的设计提供了一定的参考。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
空间激光通信论文参考文献
[1].孙悦,黄新宁,温钰,谢小平.空间激光通信网络中的全光相位再生技术[J].红外与激光工程.2019
[2].张敏,佟首峰,滕云杰.空间激光通信单探测器复合跟踪控制技术研究[J].激光与红外.2019
[3].徐珩.空间激光通信技术的研究[J].中国新通信.2019
[4].王玉坤,贾娜.空间激光通信发展趋势及关键技术[J].电脑编程技巧与维护.2019
[5].姜会林,付强,赵义武,刘显着.空间信息网络与激光通信发展现状及趋势[J].物联网学报.2019
[6].翟英歌.空间激光通信技术的优势和国外研究现状[J].信息记录材料.2019
[7].王玉坤.空间激光通信自适应光学系统的控制研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2019
[8].宋梨花.大气激光通信中的光空间调制[D].兰州理工大学.2019
[9].陈思林.基于激光相位控制阵列发射机的相干检测空间激光通信系统研究[D].北京邮电大学.2019
[10].朱立博.空间激光通信中DSP复杂度简化方案研究[D].北京邮电大学.2019
论文知识图
