导读:本文包含了星地光通信论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光量子通信,卫星光通信,地面光通信,安全保密
星地光通信论文文献综述
徐同乔,敖洪,王海慰[1]（2016）在《基于星地光通信构建空地一体立体通信网》一文中研究指出随着光纤通信技术的发展和光通信器件制造日益成熟,地面有线光通信网建设取得的成效十分明显,建成了规模庞大、自愈能力强、可靠性高的地面光纤通信网,能满足各种应用要求,是目前各种信息传输的主要手段,也是大数据通信的主要管道。卫星光通信最近几年在技术上发展较快,特别是美国、欧洲和日本在卫星光通信上取得了不错的成绩,已经达到了实用阶段。利用卫星光通信可以构建星对星、星对地、星对飞机、星对船、星对水下和星对移动物体的通信网,与比较完善的地面光纤通信网形成互连,从而构建空地一体立体光通信网络,对有特殊通信要求的用户是一种很好的选择。(本文来源于《第十届全国信号和智能信息处理与应用学术会议专刊》期刊2016-10-21）
张丽[2]（2016）在《星地光通信中的信标成像光斑定位算法研究》一文中研究指出卫星光通信采用激光束作为信息载体,它具有频带宽、传输速率高、保密性好、功耗低等优点,在现代社会中具有广阔的发展前景,已成为各国的研究重点。在卫星光通信系统中,信标光的精确定位和快速捕获将直接影响激光通信链路的建立,因此研究高精度的光斑定位算法具有重要的意义。在卫星激光通信系统中瞄准、捕获、跟踪系统(PAT系统)是其核心技术,通过PAT系统捕获信标光是建立和维持激光通信链路的前提条件。若要完成信标光的快速捕获和稳定跟踪,应该快速准确找到探测器上光斑中心位置,最常用的光斑定位算法是灰度质心法。灰度质心法具有计算简单、快速等优点被广泛应用。由于星地激光链路中大气湍流的影响,导致成像光斑发生畸变给信标光捕获带来困难,对此提出了一种新的光斑定位算法,即邻域像素灰度拟合法。本文给出了邻域像素灰度拟合法的基本原理和具体计算公式。邻域像素灰度拟合法是通过光斑图像中相邻像素灰度相关性来求光斑位置信息,因此当光斑灰度值数据波动较大时,该像素点的相关系数会变小,所以邻域像素灰度拟合法能够有效减弱大气湍流对光斑定位的干扰。尤其对于大气湍流影响下所形成的边缘光强分布较强、中间空洞的畸变光斑,相比于传统质心方法该方法能够更准确的求出光斑中心位置。本文在理论方面,分析了激光远场传输特性并通过Matlab进行仿真研究,基于Zernike多项式生成大气湍流相位屏,通过仿真得到激光在大气信道下传输的成像光斑。利用邻域像素灰度拟合法对光斑进行计算,验证算法的准确性和可靠性。进行了11.16km激光远距离传输实验,利用本文提出的邻域像素灰度拟合法对信标光斑进行精确定位计算,验证算法的有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
张辉,吴耀,邬双阳[3]（2014）在《天气对星地光通信地面站可用度的影响研究》一文中研究指出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。(本文来源于《大气与环境光学学报》期刊2014年03期）
覃浩[4]（2014）在《星地光通信中卫星振动分析与抑制技术研究》一文中研究指出光通信作为一种新的星地空间通信方式，正在以其独特的优势逐渐取代射频通信。在光通信的发展中，通信终端的对准仍然是亟待解决的问题。捕获对准跟踪系统作为光通信中一个重要组成部分，目的就是获得良好的对准，其性能的好坏对光学参数设计、收发终端的复杂度以及通信中误码率和突发错误的影响很大。而且在光通信链路中由于采用衍射极限宽度发射光束，接收信号的功率对发射机的对准误差非常敏感。发射机对准偏差大可能导致地面上无法忍受的信号衰落，并会显着降低系统的性能。所以迫切的需要提高捕获对准跟踪系统的精度，减小对准误差。本文首先分析了在捕获对准跟踪系统中影响对准误差的主要因素，其中卫星振动的影响最大。因此，分析了引起卫星振动的原因，并在调研国内外实测卫星振动数据的基础上，总结出了卫星振动具有低频高幅，高频低幅，频谱较宽的特点。针对卫星振动的特点，提出了采用被动隔振和控制算法抑制相结合的振动抑制方案，将改进控制算法作为研究的重点。然后，用机理建模的方法分析了控制系统中关键器件的模型，并用机理建模的结果结合系统辨识方法得出了被控对象的实际模型。根据模型，设计了反馈闭环控制算法。为了获得更好的扰动抑制效果，将前馈结构引入控制系统，分析了一种简单前馈控制器的性能以及存在的问题。针对这些问题，用自适应滤波算法来设计新的前馈控制器。利用最小均值和递推最小二乘自适应滤波算法设计了两种自适应前馈控制器，并与反馈控制组成复合控制。设计了叁个仿真实验，以验证前馈参考信号延迟以及对象参数变化对反馈控制和两种复合控制的影响，并在时频域验证了叁种算法的性能。最后，搭建了基于PC104的硬件实验平台，使用模型一体化软件设计方法验证了叁种算法的扰动抑制效果。(本文来源于《中国科学院研究生院（光电技术研究所）》期刊2014-05-01）
梁延鹏[5]（2014）在《星地光通信ATP对准特性仿真研究》一文中研究指出量子通信将传统的信息学与经典的量子力学相结合,与经典的通信方式相比具有很高的保密性与安全性。自由空间尤其是以卫星为基础的量子通信摆脱了光纤的距离束缚,也为覆盖全球范围的量子通信网络的建立提供了有效途径。由于星地间量子通信系统中量子光束发散角仅有几十个微弧度,因此通信链路的建立与保持是系统的重点和难点。星地量子通信链路的实现是以高精度的捕获跟踪瞄准(Acquisition Tracking Pointing, ATP)系统为基础的,本论文从通信链路中影响ATP对准精度的主要因素出发,对ATP对准过程中存在的方位俯仰特性、超前瞄准特性、基矢校正特性与大气折射特性进行了算法研究与软件仿真。论文的研究内容与创新点主要有：1)对卫星与地面站间量子通信系统进行坐标系建模,推导了一套星地量子通信系统坐标系之间相互转换的算法。在此基础上利用相关轨道预报数据,计算了载荷转台的方位俯仰角度。讨论了卫星载荷与地面站载荷的情况,同时将卫星载荷分为单、双载荷两种情况分别处理。编写软件完成了文中算法的数值仿真,并利用仿真软件STK (Satellite Tool Kit)进行了本文算法的验证。2)研究了ATP跟踪过程中由于星地终端相对速度太高而造成的超前瞄准问题,推导了超前瞄准角的计算方法,提出了工程中解决超前瞄准问题的可行性方法。讨论了偏振基矢的传输问题,从量子通信的传输信道出发,通过分析引起偏振基矢方向改变的因素,计算出星地量子通信过程中的基矢偏振改变量,并进行了相关的软件仿真。3)研究了由于大气折射率变化产生的通信光大气偏折现象。结合大气折射率与通信光波长以及海拔高度的关系,对大气偏折角度进行了软件仿真,仿真结果可为ATP的设计提供一定的参考意见。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2014-05-01）
熊准[6]（2014）在《星地光通信中大气湍流影响的模拟与实验研究》一文中研究指出随着信息获取类卫星的数据量剧增及传输实时性需求增强,对天基信息系统提出了速率超过1Gbps的明确需求。相对于微波通信方式,光通信可以提供更高的传输速率,更小的功耗和载荷,不受其他频段的干扰。目前国际上对卫星光通信技术的研究已经成为一个热门的研究领域。在卫星与地面的激光通信中,载有信息的光波在大气中传播时会受到大气湍流影响,引起光强闪烁、到达角起伏、光束漂移等一系列大气湍流效应,造成接收端光斑抖动、接收光功率起伏,降低通信指标。为提高空间光通信系统性能,必须对湍流大气中的光束传播特性开展专门研究,寻找克服大气湍流效应的方法,最终实现稳定通信。在科学研究以及工程设计中人们迫切需要能模拟大气湍流扰动的大气湍流模拟器,以便在室内开展相关实验。本文针对湍流大气中激光传播理论特性,讨论了湍流相位屏的数值模拟方法,基于液晶空间光调制器(LC-SLM)设计了室内大气湍流模拟器,验证了不同湍流下的光强闪烁及到达角起伏效应的影响。本文首先讨论了湍流大气中激光传播问题。从湍流统计理论出发,介绍了Kolmogorov与Non-Kolmogorov湍流功率谱模型以及各自模型下激光传输的弱起伏、强起伏理论,重点分析了光强闪烁与到达角起伏效应。研究了静态相位屏的数值模拟方法,包括功率谱反演法、Zernike多项式法和分形法,从时间复杂度、模拟精度及适用范围上对比分析了叁种方法优缺点。推导了Non-Kolmogorov湍流下离散相位屏的普适表达式,针对已有随机中点位移算法(RMD)的不足,提出了一种改进RMD算法,提高了模拟精度。介绍了动态湍流相位屏的仿真方法,针对湍流冻结法产生的相位屏数量有限这一缺点,给出了样条插值法的一种实现方案,实现了长时间动态模拟。基于LC-SLM设计了室内湍流模拟器并搭建了仿真平台,分析了仿真平台与外场实验平台的等效性。详细讨论了远场光斑放大的理论基础以及室内模拟的可行性,根据透镜成像放大原理设计了级联光放大系统,以模拟不同距离的激光大气传输。模拟了Kolmogorov与Non-Kolmogorov湍流中不同湍流强度下的到达角起伏以及3.4km链路光强起伏情况。开展了外场远距离激光大气传输与激光通信实验。针对3.4km水平链路进行了长期观测实验,得到了大气折射率结构常数、大气相干长度的日平均变化规律,同时测量并分析了该链路下的光强起伏时间功率谱。介绍了一种卫星光通信终端地面演示系统,进行了链路预算分析。开展了40km激光大气传输实验及激光通信实验,从理论上分析了Gamma-Gamma信道下,误码率与信噪比的关系。讨论了星地链路与水平远距离链路大气衰减及大气湍流的关系。本文的工作为星地链路大气湍流效应的研究提供了理论基础,同时对星地链路中室内湍流模拟器的设计以及远场激光传输的模拟提供了实验依据。(本文来源于《武汉大学》期刊2014-04-01）
叶德茂,谢利民,陈晶[7]（2012）在《跟踪误差补偿下星地光通信地面模拟实验分析》一文中研究指出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。(本文来源于《激光技术》期刊2012年03期）
韩金凤[8]（2012）在《基于SPGD的星地光通信相位校正》一文中研究指出激光通信系统具有带宽高、容量大、能耗低、保密性好和体积小等优点,以激光作为信息载体的通信方式是当今星地高速保密通信最具竞争力的通信方式之一。在星地激光通信的过程中,作为信息载体的激光束将通过地球表面的大气层,受到大气湍流效应的影响,光波相位会产生畸变从而使激光通信系统的性能降低,因此需要对星地光通信系统进行相位校正。自适应光学(Adaptive Optics, AO)是一门研究实时自动校正光波相位畸变的新兴学科。优化式自适应光学技术避免了传统自适应光学系统测量波前畸变所带来的一系列问题,简化了系统结构,降低了成本,拓展了自适应光学技术在波前无法测量环境中的应用。随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent, SPGD)算法自适应光学技术是一种极具应用潜力的优化式自适应光学技术。本文主要研究基于SPGD算法的自适应光学技术以及将其应用于星地激光通信系统以改善通信质量的可行性。本文首先分析了星地光通信的大气湍流效应,并建立了星地光通信链路模型。本文介绍了基于SPGD算法的自适应光学系统结构及工作原理。以易于测量且与通信信噪比直接相关的桶中功率(Power-In-Bucket, PIB)作为系统的性能评价函数,建立了完整的61单元SPGD自适应光学数值模拟系统,并对各个子模块分别进行了建模和分析。本文从理论和数值模拟实验两方面详细分析了SPGD自适应光学系统的收敛极限及收敛速度的影响因素。结果表明扰动幅度及增益系数对收敛极限和收敛速度都有较大影响,因此要根据实际系统对校正效果及校正速度的要求合理选择增益系数和扰动幅度,从而提高系统的整体性能。本文仿真并分析了不同波前相位畸变对收敛极限和收敛速度的影响。在此基础上,对加快系统收敛速度的两种改进方法进行了仿真分析。仿真结果表明,增益系数自适应调制法可以提高算法的收敛速度而不影响收敛极限,而控制变量分组法在提高了收敛速度的同时牺牲了收敛极限。本文最后介绍了SPGD算法的两种实现方法,即软件实现方法和硬件实现方法。综上所述,基于SPGD算法的自适应光学技术可对星地光通信系统进行相位校正,从而提高星地激光通信系统的通信质量。(本文来源于《电子科技大学》期刊2012-04-01）
姜晓峰,赵尚弘,李勇军,王翔,李瑞欣[9]（2012）在《星地光通信的天气可用性与地面站选址研究》一文中研究指出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。(本文来源于《应用光学》期刊2012年02期）
姜晓峰,赵尚弘,李勇军,侯睿,王翔[10]（2012）在《星地光通信地面站空间分集技术研究》一文中研究指出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。(本文来源于《应用光学》期刊2012年01期）
星地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：
卫星光通信采用激光束作为信息载体,它具有频带宽、传输速率高、保密性好、功耗低等优点,在现代社会中具有广阔的发展前景,已成为各国的研究重点。在卫星光通信系统中,信标光的精确定位和快速捕获将直接影响激光通信链路的建立,因此研究高精度的光斑定位算法具有重要的意义。在卫星激光通信系统中瞄准、捕获、跟踪系统(PAT系统)是其核心技术,通过PAT系统捕获信标光是建立和维持激光通信链路的前提条件。若要完成信标光的快速捕获和稳定跟踪,应该快速准确找到探测器上光斑中心位置,最常用的光斑定位算法是灰度质心法。灰度质心法具有计算简单、快速等优点被广泛应用。由于星地激光链路中大气湍流的影响,导致成像光斑发生畸变给信标光捕获带来困难,对此提出了一种新的光斑定位算法,即邻域像素灰度拟合法。本文给出了邻域像素灰度拟合法的基本原理和具体计算公式。邻域像素灰度拟合法是通过光斑图像中相邻像素灰度相关性来求光斑位置信息,因此当光斑灰度值数据波动较大时,该像素点的相关系数会变小,所以邻域像素灰度拟合法能够有效减弱大气湍流对光斑定位的干扰。尤其对于大气湍流影响下所形成的边缘光强分布较强、中间空洞的畸变光斑,相比于传统质心方法该方法能够更准确的求出光斑中心位置。本文在理论方面,分析了激光远场传输特性并通过Matlab进行仿真研究,基于Zernike多项式生成大气湍流相位屏,通过仿真得到激光在大气信道下传输的成像光斑。利用邻域像素灰度拟合法对光斑进行计算,验证算法的准确性和可靠性。进行了11.16km激光远距离传输实验,利用本文提出的邻域像素灰度拟合法对信标光斑进行精确定位计算,验证算法的有效性。
（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。
星地光通信论文参考文献
[1].徐同乔,敖洪,王海慰.基于星地光通信构建空地一体立体通信网[C].第十届全国信号和智能信息处理与应用学术会议专刊.2016
[2].张丽.星地光通信中的信标成像光斑定位算法研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[3].张辉,吴耀,邬双阳.天气对星地光通信地面站可用度的影响研究[J].大气与环境光学学报.2014
[4].覃浩.星地光通信中卫星振动分析与抑制技术研究[D].中国科学院研究生院（光电技术研究所）.2014
[5].梁延鹏.星地光通信ATP对准特性仿真研究[D].中国科学技术大学.2014
[6].熊准.星地光通信中大气湍流影响的模拟与实验研究[D].武汉大学.2014
[7].叶德茂,谢利民,陈晶.跟踪误差补偿下星地光通信地面模拟实验分析[J].激光技术.2012
[8].韩金凤.基于SPGD的星地光通信相位校正[D].电子科技大学.2012
[9].姜晓峰,赵尚弘,李勇军,王翔,李瑞欣.星地光通信的天气可用性与地面站选址研究[J].应用光学.2012
[10].姜晓峰,赵尚弘,李勇军,侯睿,王翔.星地光通信地面站空间分集技术研究[J].应用光学.2012