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奇异大气光学:从波前位错到涡旋激光束的合成
摘要: 本文综述了全球及俄罗斯科学院西伯利亚分院大气光学研究所(IAO SB RAS)在标量波场奇异光学领域的研究进展。归纳了相位奇点产生与湮灭过程的研究成果,探讨了奇异相位重建方法及其在随机非均匀介质中辐射自适应聚焦问题中的应用。分析了湍流大气中传播的涡旋光束的能量、统计及拓扑特性,并介绍了采用IAO SB RAS开发的矩阵方法合成具有快速可控轨道角动量涡旋光束的研究成果。
关键词: 涡旋光束、湍流大气、概率密度函数、强度起伏
更新于2025-09-19 17:13:59
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自由空间光通信中误码率和信道容量的精确分布
摘要: 误码率(BER)和信道容量是评估自由空间光通信(FSOC)系统性能的两个重要指标。由于大气效应导致光信号衰减,这两个量表现为随机变量。该领域大多数研究仅聚焦于计算这些量的平均值。然而,由于随机变量的完整信息蕴含在其分布中,直接研究其分布本身更具信息量。本研究作者推导了任意辐照度模型下误码率和信道容量的精确概率密度函数(PDF)表达式,特别针对对数正态分布、伽马-伽马分布和K分布展开这些精确结果的研究。在误码率分析中,重点考察了二进制相移键控和正交相移键控调制方案。作者的分析结果与蒙特卡洛模拟结果相符。误码率和信道容量的精确PDF表明,在多种情况下平均值无法反映这些量的实际行为,因此仅基于一阶矩得出结论时需格外谨慎。
关键词: 二进制相移键控、误码率、正交相移键控、伽马-伽马分布、信道容量、对数正态分布、K分布、概率密度函数、自由空间光通信
更新于2025-09-12 10:27:22
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热致光学湍流对水下无线光通信链路参数影响的实验研究
摘要: 在这项实验研究中,我们通过实验探究了温度波动引起的折射率波动对水下通信链路若干关键参数(如平均接收功率、信噪比及归一化功率方差/孔径平均闪烁)的影响。此外,通过引入更适配本模拟水箱实验数据的新概率密度函数,我们还研究了水下无线光通信(UWOC)链路的误码率(BER)特性。鉴于光学湍流对UWOC系统性能的限制作用,这些研究至关重要。实验结果表明:在UWOC链路的发射端与接收端采用光学元件来减弱孔径平均闪烁效应,可提升系统性能。总体而言,当增大光学湍流强度(通过提高棒状加热器产生的温度梯度)或增加由温度梯度形成的局部湍流屏与发射平面的距离时,孔径平均闪烁减弱,从而导致信噪比提升而误码率降低。同时,扩大接收光学器件的孔径直径能减小归一化功率方差,进而分别引起误码率下降和信噪比上升。研究结果以实验仿真图表形式呈现。
关键词: 激光束在湍流中的传播、孔径平均闪烁、概率密度函数、误码率、信噪比、水下光通信链路
更新于2025-09-12 10:27:22
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城市自由空间光通信系统中振动效应的建模与实验研究
摘要: 自由空间光通信(FSO)作为最后一公里技术,在许多城市场景中得到广泛应用。然而,在混乱的城市环境中,多种因素导致的系统振动会使城市自由空间光通信(UFSO)系统的性能下降。本文开发了专用的室内振动平台和大气湍流环境,采用非线性迭代方法估算不同振动强度和链路距离下接收光功率的分岔高斯(B-G)分布模型。通过均方误差(MSE)和决定系数(R2)指标验证了实验数据概率密度函数与所得B-G分布模型的高度吻合。此外,我们还研究了振动与大气湍流共同作用下的UFSO信道在三种大气湍流条件下的特性。所提出的B-G分布模型能准确描述振动UFSO信道特征,可便捷地用于评估UFSO系统链路性能(如误码率、中断概率等)。本研究为构建鲁棒UFSO链路的完整辅助控制子系统奠定基础,并有助于拓展至水下光通信等更广泛的光通信应用场景。
关键词: 城市自由空间光通信(UFSO),概率密度函数(PDF),双峰高斯分布,振动分析,接收光功率
更新于2025-09-11 14:15:04
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[2019年IEEE光子学会议(IPC) - 美国德克萨斯州圣安东尼奥(2019.9.29-2019.10.3)] 2019年IEEE光子学会议(IPC) - 多干扰源弱耦合多芯光纤中的纤芯间串扰概率分布
摘要: 实验评估了具有多个干扰芯的弱耦合多芯光纤(MCF)中芯间串扰(ICXT)功率的统计特性。通过对比多干扰芯的直方图与考虑正交偏振态ICXT场分量同相/正交高斯部分不同相关系数时,对应ICXT功率二次型概率密度函数(pdf)的拟合效果发现:当将ICXT场分量建模为互不相关的随机过程时,实验直方图与二次型数值pdf呈现极佳匹配。结果表明——不仅对于单一干扰芯,多个干扰芯情况下的ICXT功率也能以极低误差用4自由度卡方分布描述,这意味着MCF不同纤芯产生的ICXT贡献互不相关。
关键词: 多芯光纤、概率密度函数、空分复用、多个干扰源
更新于2025-09-11 14:15:04
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[2018年IEEE国际信息与通信技术会议(ICOIACT)- 日惹(2018年3月6日-2018年3月7日)] 2018年国际信息与通信技术会议(ICOIACT)- 瑞利湍流环境下自由空间光通信传输容量的动态特性
摘要: 本文研究了莱斯湍流影响下自由空间光通信(FSO)信道容量的时变特性。推导了受莱斯湍流影响的FSO传输信号的累积分布函数(CDF)、概率密度函数(PDF)及电平穿越率(LCR)的表达式,并通过图形展示了数值计算结果。
关键词: 自由空间光通信、信道容量、莱斯湍流、概率密度函数、电平穿越率
更新于2025-09-10 09:29:36
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[2018年IEEE加拿大电气与计算机工程会议(CCECE)- 加拿大魁北克省魁北克市(2018年5月13日-2018年5月16日)] 2018年IEEE加拿大电气与计算机工程会议(CCECE)- 考虑智能削减策略的配电网高比例光伏接入研究
摘要: 本文提出了一种基于光伏的配电网分布式电源配置方法。该方法旨在最小化开发者在预定规划期内与供电需求相关的投资成本。研究考虑了供需不确定性以及能源价格波动因素,并引入可再生能源智能限电机制,在提升消纳能力的同时降低总体投资。通过典型配电网的仿真验证了该资源配置方法的有效性与鲁棒性。
关键词: 分布式发电、可再生能源、概率密度函数、遗传算法、智能电网
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年第15届欧洲雷达会议(EuRAD) - 西班牙马德里(2018年9月26日-28日)] 2018年第15届欧洲雷达会议(EuRAD) - 大规模MIMO天线阵列??橹刑煜叻瓷湎凳闹柿糠治?
摘要: 在即将推出的5G毫米波(mmW)无线电产品中,每个天线??榈奶煜呤拷嵩黾印J褂锰煜哒罅锌梢圆钩ズ撩撞ㄆ德氏挛尴叩缧藕糯ニ鸷牡脑黾?。性能最差的天线决定了MIMO天线模块的质量水平。本文分析并阐述了天线谐振频率变化与反射系数之间的关系。在规格极限处,天线反射系数的概率密度函数(PDF)是非线性缩放的、镜像对称的天线谐振变化PDF版本。我们测量了制造原型天线的反射系数PDF,实测与仿真PDF之间具有良好相关性。
关键词: 5G、天线、阻抗匹配、过程能力指数、概率密度函数、毫米波
更新于2025-09-09 09:28:46
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[2018年IEEE新兴趋势与工程技术创新国际会议(ICETIETR) - 印度科钦埃尔讷古勒姆(2018.7.11-2018.7.13)] 2018年新兴趋势与工程技术创新国际会议(ICETIETR) - 月度太阳辐射与风速数据的统计分析
摘要: 电力需求的增长促使我们转向可再生能源。这些能源储量丰富且永不枯竭,对环境的影响远低于传统能源。因此,本研究在印度马哈拉施特拉邦奥兰加巴德(北纬19o52’3.61",东经75o19’23.99")收集了一整年的太阳能和风能数据并进行统计分析。通过记录太阳辐射数据来评估上述地点的辐射水平,同时采用威布尔分布和瑞利分布对风速数据进行分析,并通过拟合优度检验确定了最佳风速分布模型。
关键词: 威布尔分布、瑞利分布、拟合优度检验、卡方检验、均方根误差、月太阳辐射、风速、概率密度函数
更新于2025-09-04 15:30:14