题名 无人机全光中继系统误码率性能分析
被引量：1
1
作者
唐翰玲 李勇军 邵龙 韩健
机构
空军工程大学信息与导航学院 空军石家庄飞行学院
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期1066-1072,共7页
基金
空军工程大学创新实践基金项目(No.CXJ2021078)资助。
文摘
研究了大气湍流信道下无人机全光中继(optical amplify-and-forward,OAF)激光通信的误码率性能。为了减小大气湍流的影响,改善系统的误码率性能,同时实现较远距离的数据下传,本文基于掺饵光纤放大器(Erbium Droped Fiber Amplifier,EDFA)和光学硬限制器(optical hard-limiter,OHL)结合的无人机平台,同时采用高空水平传输和单输入多输出(single input multiple output,SIMO)技术斜程传输的两跳中继模式。在基于正态分布和双伽马(Gamma-Gamma)湍流模型下,分析了指向误差、中继距离、天顶角、束散角及平台高度等对误码率性能的影响。仿真结果表明,无人机OAF系统可以有效改善较远距离通信的数据下传误码率性能;当发射功率P_(t)=19 dBm,阈值功率P_(th)=-31 dBm,N=3时,最优发散角为0.8~1.2 mrad,天顶角控制在45°内时,可以在6 km的中继系统中得到10^(-6)系统误码率性能。
关键词
激光通信 无人机 全光中继 大气湍流 误码率
Keywords
laser communications unmanned aerial vehicles all-optical relay atmospheric turbulence BER
分类号
TN929.12
[电子电信—通信与信息系统]
题名 无人机FSO/RF混合中继链路传输速率优化方法
2
作者
邵龙 李勇军 李信 王猛 宋鑫康 唐翰玲 赵尚弘
机构
空军工程大学信息与导航学院 中国人民解放军
出处
《应用光学》
CAS
北大核心
2023年第5期1142-1152,共11页
基金
陕西省自然科学基金(2023-JC-QN-0084)。
文摘
针对FSO(free space optica)链路和RF(ratio frequency)链路之间通信速率不匹配以及由地面多用户移动所带来的通信服务状态变化问题,提出了无人机自由空间光通信/射频(FSO/RF)混合中继链路传输速率优化方法。以用户公平性、最低服务质量以及无人机总功率为约束,建立了无人机中继协作的FSO/RF混合通信下行链路模型,提出了一种基于无人机动态轨迹和发射功率联合优化算法。利用连续凸逼近及拉格朗日对偶函数法,将原非凸模型转化为凸优化问题进行求解。对不同能见度下链路传输速率进行分析,结果表明,能见度为1.7 km时,FSO链路和RF链路均达到全速传输。所提算法相较固定式中继平均通信速率有了447.5%的提升,相较非功率优化算法链路平均通信速率提升32.5%。
关键词
自由光通信/射频混合链路 凸优化 对偶问题 联合优化 通信速率
Keywords
free space optical/radio frequency hybrid link convex optimization dual problem joint optimization communication rate
分类号
TN201
[电子电信—物理电子学]
O436
[机械工程—光学工程]
题名 基于MIMO的无人机斜程激光通信性能分析
被引量：3
3
作者
唐翰玲 李勇军 李怡 赵尚弘
机构
空军工程大学信息与导航学院
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1030-1036,共7页
基金
空军工程大学创新实践基金(CXJ2021078)。
文摘
研究了大气湍流信道下无人机“空-地”斜程激光通信的下行链路单输入多输出(single input multiple output, SIMO)和上行链路多输入单输出(multiple input single output, MISO)技术。基于双伽马(Gamma-Gamma)分布的大气湍流模型,利用Meijer函数推导了大气湍流和指向误差联合影响下的SIMO下行链路误码率闭合表达式;利用α-μ分布建立了Gamma-Gamma湍流模型的MISO上行链路误码率性能近似表达式。系统研究了天线数、天顶角和指向误差对系统的影响,研究结果表明,空间分集技术可以有效改善系统的误码率性能,当束散角为500μrad、下行链路接收器和上行链路发射器为3时就可以得到超过10 dB的性能优化;天顶角对“空-地”斜程激光通信误码率性能影响显著,要达到系统误码率10-6的性能要求,天顶角需控制在30°左右的较小范围内。
关键词
激光通信 无人机 空间分集 大气湍流 指向误差 误码率
Keywords
laser communication unmanned aerial vehicle spatial diversity atmospheric turbulence pointing error bit error rate
分类号
TN929.12
[电子电信—通信与信息系统]
题名 径向阵列艾里涡旋光在倾斜大气湍流中的漂移特性
被引量：2
4
作者
李怡 楚兴春 唐翰玲 赵尚弘
机构
空军工程大学信息与导航学院
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期1448-1455,共8页
基金
陕西省自然科学基金项目(No.2019JM-176)资助。
文摘
采用等Rytov指数间隔多相位屏法来模拟径向阵列艾里涡旋光束(RAAVB)沿倾斜路径通过大气湍流时的光斑质心漂移。对比并分析了拓扑荷、天顶角、湍流外尺度和涡旋离轴距离对光束漂移的影响。结果表明:光束在倾斜大气湍流中传播时,相同条件下,CAAVB的漂移现象比阵列艾里光束受湍流影响更小;相比于天顶角和湍流外尺度,拓扑荷对光束漂移现象影响更大,光束漂移随拓扑荷的增大而减小,随天顶角和湍流外尺度的增大而增大;离轴型RAAVB的漂移现象比轴上型更严重,且漂移随着涡旋离轴距离的增大而增大。
关键词
大气光学 大气湍流 倾斜路径 艾里涡旋光束 光束漂移
Keywords
atmospheric optics atmospheric turbulence slant path Airy vortex beam beam drift
分类号
O436
[机械工程—光学工程]
题名 有限能量艾里光束的传输演化特性
被引量：7
5
作者
李怡 楚兴春 唐翰玲 刘张博
机构
空军工程大学信息与导航学院 西安卫星测控中心
出处
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2022年第13期367-371,共5页
文摘
基于惠更斯-菲涅耳衍射积分,对指数衰减、空间截断、频域截断和恒等振幅截断等方法产生的有限能量艾里光束的传输演化特性进行了比较分析,讨论了横向尺度因子和截断孔径宽度对其无衍射传输距离和横向加速特性的影响。研究结果表明:当截断孔径宽度相同时,增大横向尺度因子,几种有限能量艾里光束的无衍射传输距离和横向加速偏移量均增大;当横向尺度因子相同时,几种有限能量艾里光束的无衍射传输距离均随截断孔径宽度的增大而增加;当截断孔径宽度和横向尺度因子相同时,频域截断有限能量艾里光束的无衍射传输距离最短,指数衰减和空间截断有限能量艾里光束的较长,而恒等振幅有限能量艾里光束的最长。该结果对于拓展有限能量艾里光束在长距离传输方面的应用具有一定的意义。
关键词
物理光学 艾里光束 有限能量 截断孔径宽度 横向尺度因子 传输演化特性
Keywords
physical optics Airy beam finite energy aperture truncated width transverse scaling factor propagation and evolution property
分类号
O439
[机械工程—光学工程]
题名 大气湍流和指向误差对无人机激光通信误码率的影响
被引量：4
6
作者
唐翰玲 李勇军 李怡 赵尚弘
机构
空军工程大学信息与导航学院通信系统教研室
出处
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2022年第13期158-164,共7页
文摘
基于无人机(UAV)平台特性和飞行环境建立了包含视轴误差和抖动误差引起的指向误差模型,基于Gamma-Gamma分布的大气湍流信道传输模型得到湍流和指向误差影响下UAV激光通信的误码率,并分析了发射功率、束散角以及飞行高度对误码率的影响规律。仿真结果表明:当束散角为1 mrad,指向误差较小时,湍流对系统误码率的影响显著;当指向误差超过0.2 mrad时,系统的性能由指向误差决定,单独调整某个参数很难使系统的误码率小于10^(-6)。最后,分析了系统参数对信道和误码率的影响,为工程设计参数选取提供了思路和参考。
关键词
光通信 无人机 指向误差 大气湍流 误码率
Keywords
optical communications unmanned aerial vehicle pointing error atmospheric turbulence bit error rate
分类号
TN929.12
[电子电信—通信与信息系统]
题名 基于维格纳函数的非傍轴自加速阵列光束设计
7
作者
李怡 楚兴春 韩仲祥 唐翰玲
机构
空军工程大学信息与导航学院通信系统教研室
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第20期191-197,共7页
基金
陕西省自然科学基金(2019JM-176)。
文摘
提出了一种可调谐非傍轴自加速光束产生方法,该方法可以使光束在不需要傍轴近似的情况下沿任意凸轨迹传播。利用维格纳函数和焦散线原理,导出了傅里叶空间振幅相位和自加速传播轨迹之间的显式表达式。通过设计傅里叶空间的初始角谱产生了具有自聚焦特性的非傍轴自加速阵列光束,分析了光束数量、阵列半径和光束参数大小等对焦点位置和自聚焦性能的影响。结果表明,该方法产生的自聚焦光束突破了傍轴近似限制,且光束轨迹和调控方式更加灵活高效。
关键词
物理光学 自加速光束 阵列光束 维格纳函数 光学焦散线
Keywords
physical optics accelerating beams array beams Wigner functions optical caustics
分类号
O436
[机械工程—光学工程]
