特邀稿件

• 6G移动通信发展趋势初探(特邀)

  陈亮;余少华;

  文章对第六代移动通信系统(6G)的总愿景和发展趋势进行了初步探讨,认为基础信息理论的突破是6G发展的源点,发展方向是为人类可持续发展的个性化需求服务。文章将网络主体从"人-网-物"3个维度拓展至"人-网-物-境"4个维度,认为未来6G将会改变人类广义概念上的"环境",归纳了6G网络至少4个新形态:无人不互联、无处不互联、无时不互联和无事不互联。6G遵循以TRUST为原则的网络性能发展趋势,即向Tbit/s级以上带宽、超高可靠性、泛在连接、亚毫秒时延和包括太赫兹频谱、可见光通信以及当前正使用频谱在内的更广域频谱等方向演进,形成网络性能更高级发展阶段。最后,文章阐述了6G网络不同维度的各子愿景的需求和面临的挑战,后续将会对关键性技术逐步开展研究和修正工作。

  2019年04期 No.214 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1612K]
  

光通信系统与网络技术

• 光接入网链路状态信号相关性判据方法

  郭浩;李超;刘朋朋;李双喜;张志选;戈志群;叶晓凯;樊鹤红;孙小菡;

  针对二维光编解码接入网链路监测系统中多路距离相近用户信号叠加难以设置阈值的问题,提出了一种基于信号相关性的链路状态识别算法。该算法以正常信号为基准,对实时检测的信号进行信号相关性分析,根据带补偿自定义相关系数及系统的编码规则判断具体分支链路状态。搭建了32用户、3路等距实验系统,等距离链路断路个数为1时,相关系数为0.626 1;断路个数为2时,相关系数分别为0.342 1、0.386 5,均在阈值区间内。仿真结果表明,针对信号相关性而提出的自定义相关系数可以有效解决二维光编解码接入网链路监测系统中相近距离用户信号叠加问题。

  2019年04期 No.214 9-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2631K]
  

• 基于图着色及小区选择思想的波长分配算法

  毕晓雪;陈赟昌;

  针对光传送网络(OTN)中路由及波长分配(RWA)问题中的波长分配子问题,文章提出了一种图着色与移动通信网络中移动台寻找服务小区策略相结合的启发式算法,给出了算法实现的流程图以及相应的伪代码,并对波长分配子问题中所涉及的关键性指标进行了实验对比分析。实验结果表明,该算法在保证链路使用中继数量最少和波长一致的条件下,使网络进行波长分配时的失败率最高可下降4%,且全网使用的波长和中继盘的增加量在0.5%以内,满足了工程实践的需求。

  2019年04期 No.214 14-18+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2298K]
  

• 多运营商共享5G网络技术方案研究与难点分析

  刘亚;

  网络共享在4G阶段已成为运营商降低运营成本、加快业务上市及增强品牌竞争力的重要手段。在5G阶段,有必要进一步探索5G多运营商共享共建模式。文章首先介绍了5G网络共享面临的机遇与挑战,在深入研究第三代合作伙伴计划(3GPP)关于5G共享标准化进展的基础上,给出了端到端共享5G网络的技术方案;同时,针对5G共享的难点问题进行分析,给出了可行性部署建议;最后,针对室内5G单独建设与共建共享进行了造价测算,测算结果显示,共建共享略有收益。

  2019年04期 No.214 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 4248K]
  

• 基于RSOA再调制的RoF 与OFDM-PON混合系统仿真

  赵钢明;张春蕾;张晨希;

  为弥补传统无线网络在射频链路难以到达的地方信号接收困难的问题,采用了将光载无线通信(RoF)技术作为一种无线接入方式与正交频分复用(OFDM)无源光网络(PON)有线接入网络相结合的方式,提出了一种基于外调制法单边带(SSB)调制方式承载60 GHz毫米波结合反射式半导体光放大器(RSOA)的有线与无线结合的双向传输系统,并完成了平台的搭建。在此基础上完成了理论分析和实验验证,通过仿真软件Optisystem,对基于RSOA的双向有线及无线混合接入系统背靠背以及光纤传输20 km后的系统性能进行了仿真分析,结果表明:当发送信号采用正交振幅调制(QAM),4QAM和16QAM两种信号采用SSB调制方式承载毫米波经光纤传输20 km后,接收端系统星座图旋转度和发散度最小,系统性能最好,满足系统传输性能要求。

  2019年04期 No.214 25-29+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 3670K]
  

光纤光缆技术与应用

• 二次偏振串扰对光纤陀螺零偏稳定性的影响

  虞杰;邹欢欢;李子忠;于超;李果华;姚晓天;

  保偏光纤环是保偏型光纤陀螺(FOG)的关键组成部分。偏振光在保偏光纤环内发生的二次偏振串扰在FOG干涉输出端会产生很多次干扰项引入相位误差,从而影响FOG的静态参数,如零偏稳定性。文章设计了一套实验夹具用于对保偏光纤环精准施压,通过控制两个夹具在保偏光纤的消偏长度内施压产生大量的二次串扰高点。测得光纤环的偏振串扰数据,并进行仿真计算得到零偏仿真值,与实际测试得到的零偏数据对比,理论仿真值与实际测试值一致。随着施压产生的二次串扰强度增大,FOG的零偏稳定性也随之恶化,施压产生的二次串扰点强度最大时,与未施压时相比,实验环1的零偏稳定性从0.006 3°/h恶化到0.015 1°/h,实验环2的零偏稳定性从0.012 5°/h恶化到0.017 1°/h。

  2019年04期 No.214 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 4369K]
  

• 内包层椭圆孔光子晶体光纤光学特性分析

  于锦华;励强华;于程程;

  针对光纤通信和传感系统中高双折射的应用需求,文章提出了一种新型光子晶体光纤,其包层由圆形空气孔按六角晶格结构排列而成,将最内层设计为4个椭圆空气孔和两个小圆空气孔。采用全矢量有限元法,通过改变内包层椭圆空气孔的椭圆率和圆形空气孔的大小,对该光纤的有效折射率、双折射系数、非线性系数和色散特性进行了仿真研究,仿真结果表明,当椭圆率为0.5,小圆孔直径为0.8μm时,在波长为1 550 nm处可得到4.22×10~(-2)的高双折射系数、109.65 km~(-1)·W~(-1)的高非线性系数和低至-14 ps/(nm·km)的色散值。文章提出的光子晶体光纤具有高双折射及高非线性的性质,可应用于光开关等领域,为光纤通信和光纤传感等方面的研究提供了理论基础。

  2019年04期 No.214 36-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2871K]
  

光电器件研究与应用

• 基于有机基板的光耦合系统设计与制作

  赵慢;孙瑜;刘丰满;薛海韵;曹立强;

  为了提高分布式反馈(DFB)激光器与光纤的耦合容差和耦合效率,文章对DFB激光器与单模光纤的耦合特性进行了理论分析,提出了一种激光器与无源光纤的双透镜耦合系统。采用光线追迹软件仿真了该双透镜系统的耦合效率及容差。传统的硅或氮化铝(AlN)光学耦合平台需要集成到激光驱动电路的有机基板上,文章直接采用有机基板作为光学耦合平台,省去了集成到有机基板的步骤,使组装更方便,集成更简单。对该结构进行应力分析,仿真了BT有机材料、AlN陶瓷材料以及FR4的有机材料分别作为基板材料在最高工作温度下产生的翘曲。根据仿真结果制作了此双透镜系统,并进行了测试。测试结果显示该系统的耦合损耗为4.9 dB,表明此结构可为DFB激光器与单模光纤的耦合提供参考依据。

  2019年04期 No.214 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 4292K]
  

• 阵列波导光栅双线性温度补偿装置的实现

  凌九红;吴凡;

  文章提出了一种面向5G前传承载技术要求的阵列波导光栅(AWG)双线性温度补偿装置。补偿装置由多根驱动装置组成,使得AWG芯片在不同的温度范围内出现不同的相对位移及有效补偿量。采用温度特性实验对全温度范围内中心波长变化量进行了分析,结果表明,采用该装置可实现-40～85℃全温度范围内波长偏移量<40 pm。另在测量高温高湿可靠性实验前后,器件各通道插入损耗、偏振相关波长及带宽指标可满足工业级环境要求,并取得了产业化成果转换。

  2019年04期 No.214 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2443K]
  

无线通信技术

• 基于FFT与稀疏重构的联合DoA估计方法

  赵季红;张佩杰;曲桦;王伟华;张雯;

  针对稀疏重构波达方向(DoA)估计方法的角度搜索范围较大导致算法复杂度较高的问题,文章提出一种基于快速傅里叶变换与稀疏重构相结合的DoA估计方法。该方法首先解决了基于经典傅里叶变换的DoA估计方法只能估计出一半角度范围内来波方向的问题,改进后的方法能够估计出整个角度范围内来波方向粗略范围;然后在粗略估计角度的范围内利用稀疏重构的方法进行超分辨力角度估计,极大减少了角度搜索的范围、降低了计算复杂度。仿真结果表明,所提方法不仅能降低计算复杂度,而且在低信噪比和低快拍时角度误差较小。

  2019年04期 No.214 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 813K]
  

• 一种高效低时延的无人机自组网多跳TDMA协议

  周逊;李其超;宋威威;任智;邹明芮;

  设计无人机自组网(UANET)媒体接入控制(MAC)协议时,需要考虑其控制开销和数据传输时延,结合现有无线自组网时分多址接入(TDMA)协议和UANET特点,提出一种高效低时延的UANET多跳TDMA协议。采用基于拓扑信息的时隙分配信息高效广播机制降低网络控制开销,同时采用一跳节点二次分配数据时隙以及多维度调度节点时隙分配顺序机制,降低网络平均时延,提高数据传输成功率。仿真结果表明,该协议在无人机节点移动速度较快、拓扑变化频繁时,在消息平均时延、成功率和控制开销等方面的性能优于现有无人机MAC协议。

  2019年04期 No.214 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2957K]
  

• 一种新的滑动窗口网络编码模型与算法研究

  桂超;孙宝林;

  针对移动自组网(MANET)依靠滑动窗口机制解决传输效率和流量控制问题,文章提出了一种可变长度的滑动窗口网络编码(VLSWNC)算法。利用网络仿真软件NS2对VLSWNC算法中的数据吞吐量、分组传输率和解码延迟等方面的性能特征进行了仿真实验分析。实验结果表明,VLSWNC算法可以显著提高MANET的性能和可靠性。

  2019年04期 No.214 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K]
  

• 一种低复杂度NB-LDPC码硬可靠度译码

  高涛;马秀荣;杨胜寒;司雨鑫;

  针对改进迭代硬可靠度(IHRB)大数逻辑译码复杂度高等问题,提出了一种改进迭代硬性可靠性的低复杂度非二进制低密度奇偶校验(NB-LDPC)码的大数逻辑译码算法。在初始化时,对来自信道的接收信息进行可靠度区分;在迭代处理时,使用可靠性大的符号来计算解码算法中其他符号的硬可靠性,同时使用校验方程校验出最可靠的符号,最可靠的符号无需更新,以此降低译码复杂度。仿真结果表明,与NB-LDPC大数逻辑译码算法相比,所提算法在纠错性能和译码迭代复杂度之间提供了有效的折中。对于维度为64的伽罗华域上的NB-LDPC码,与IHRB译码算法相比,其迭代复杂度降低了约51%。

  2019年04期 No.214 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K]
  
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