Radio Frequency Interference Management with Free-Space Optical Communication and Photonic Signal Processing
我们设计并实验演示了一种具有自由空间光通信和光子信号处理的射频干扰管理系统。该系统在6 GHz带宽内提供实时干扰消除。
2021-07-25 eess.SP
Distributed UAV Placement Optimization for Cooperative Line-of-Sight MIMO Communications
利用无人机进行协作通信是无基础设施无线网络中一项很有前途的技术。基于无人机的通信的关键挑战之一是回程吞吐量。在本文中，我们提出了优化的无人机群的位置，以实现高复用增益的视线（LoS）MIMO回程。我们开发了两种分布式算法来定位无人机，使得每个无人机移动最小的距离，以实现最高容量的LoS MIMO信道。第一种方法使用迭代梯度下降（GD），第二种方法使用迭代蛮力（BF）。仿真结果表明，这两种算法可以实现高达6倍的容量相比，该方法依赖于随机无人机的位置，在文献中提出的。BF具有不需要任何位置信息的优点，而GD对运动中的误差不太敏感。
2018-11-06 eess.SP
Enhanced-rate Iterative Beamformers for Active IRS-assisted Wireless Communications
针对有源智能反射面辅助无线通信，提出三种增强速率的迭代波束成形方法，通过优化放大因子和相位，显著提升用户可达速率，性能优于现有方案。
2023-05-15 eess.SP
Photonic Interference Cancellation with Hybrid Free Space Optical Communication and MIMO Receiver
提出并实现了一种混合盲源分离系统，该系统可以根据不同的情况在多输入多输出模式和自由空间光通信模式之间切换，以获得最佳分离条件。
2021-07-25 eess.SP
Achieved Throughput of Hovering UAV-Based Optical Wireless Communications
近年来，自由空间光（FSO）通信系统由于相对于传统的RF通信系统具有多个优点而在无人机（UAV）之间的通信中获得了广泛的应用。为了研究基于无人机的自由空间光通信系统在可达数据速率方面的性能，我们推导了无人机到无人机传输的平均可达速率的精确闭式表达式。我们的研究结果可以用来调查不同的FSO系统参数和基于无人机的光无线通信实现的平均数据速率之间的相互作用。
2021-04-16 eess.SP
Small Satellite Optical Communication Networks: Analytical Models
小型卫星，特别是皮卫星，似乎准备在未来的空间系统中发挥重要作用。然而，由于它们的尺寸，将它们与高吞吐量的基于激光的通信系统集成仍然是一个挑战。在本文中，我们开发了几个分析模型，量化光通信网络可以实现皮卫星。我们这样做的目的是确定如果微微卫星和光学通信系统确实要成为未来空间技术景观的标准组成部分，需要解决的设计挑战。
2018-08-29 eess.SP
Miniaturized Modules for Space Based Optical Communication
介绍了空间通信用小型化光接收放大器的最新进展。
2022-10-04 eess.SP physics.ins-det
Harvesting Planck radiation for free-space optical communications in the LWIR band
我们展示了一个自由空间光通信链路与光发射机，收获自然发生的普朗克辐射从一个温暖的身体和调制的发射强度。该发射器利用多层石墨烯装置中的电热光效应，该多层石墨烯装置电控制装置的表面发射率，从而控制发射的普朗克辐射的强度。我们设计了一个幅度调制的光通信方案，并提供了一个链路预算的通信数据速率和范围的基础上，我们的实验电光特性的发射机。最后，我们提出了一个实验演示实现100位每秒在实验室规模的无差错通信。
2022-09-22 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Iterative Symbol Recovery For Power Efficient DC Biased Optical OFDM Systems
正交频分复用（OFDM）已被证明是一种有效的多载波数字通信技术。近年来，由于其频谱效率以及对频率选择性信道和窄带干扰的固有弹性，对光OFDM的兴趣显著增长。由于这些原因，它目前被认为是部署在短光纤链路中的主要候选者之一，例如用于数据中心间通信的光纤链路。本文提出了一种新的强度调制直接检测（IM/DD）系统中直流偏置光OFDM（DCO-OFDM）的符号恢复方案。我们介绍了一种替代方法的裁剪，以保持一个非负的实值信号，仍然保留信息，这是丢失时，使用裁剪，并提出了一种迭代检测算法，这种方法。与具有OFDM信号的$2$标准偏差的DC偏置的传统DCO-OFDM相比，在QPSK星座加性高斯白噪声（AWGN）平坦信道模型中，针对$10^{-3}$的符号错误率（SER），我们的新方案实现了传输光功率中的$50\%$的减少以及信号独立的噪声免疫力的增加（在SNR中获得$3$ [dB]）。
2020-08-31 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface-assisted Free-space Optical Communications
自由空间光（FSO）系统能够提供5G和6G通信网络的无线前向和回程等应用所需的高数据速率、安全且具有成本效益的通信链路。尽管在过去的几十年里，FSO系统取得了长足的进步，但发射机和接收机之间的视线连接要求仍然是其部署的关键限制因素。在本文中，我们讨论了智能反射表面（IRSs）作为一种解决方案，以放松这一要求的潜在作用。我们提出了现有的光学IRS技术的概述，比较光IRS与射频IRS和光中继，并确定各种开放的问题，为未来的研究IRS辅助FSO通信。
2021-05-13 cs.ET eess.SP
Shaped Four-Dimensional Modulation Formats for Optical Fiber Communication Systems
我们回顾了多维调制的设计，最大化广义互信息和比较最近推出的4D格式的最大传输范围。还讨论了基于模型的非线性容限4D调制的优化。
2021-12-23 eess.SP
High speed free-space optical communication using standard fiber communication component without optical amplification
本文开发了一种仅重9.5 kg的小型化自由空间光通信系统，利用商用光纤收发模块和4级APT系统在无光放大条件下实现1 km距离9.16 Gbps传输，并验证了4 km链路能力。
2023-04-16 eess.SP physics.optics
Modeling and Performance Analysis of 10 Gbps Inter-Satellite-Link (ISL) In Inter-Satellite Optical-Wireless Communication (IsOWC) System between LEO and GEO Satellites
自由空间光通信融合了光纤通信和无线通信这两种最具征服力和控制力的通信技术。自由空间光学（FSO）的大部分特性都与光纤相关，但它们之间的区别在于传输介质，光纤的情况下是玻璃，FSO的情况下是空气/真空。在不久的将来，绕地球轨道运行的LEO和GEO卫星之间的相互通信将通过使用卫星间光学无线通信（IsOWC）系统来完成。IsOWC系统是FSO最重要的应用，它将在不久的将来安装在太空中，因为它的输入功率低，无需国际电联许可，成本低，重量轻，望远镜尺寸小，与射频（RF）卫星系统相比，数据速率非常高。本文利用以往研究工作中没有涉及到的最优系统，设计了低轨卫星和同步卫星间的IsOWC系统。在相距40，000 Km的卫星之间以10 Gbps的比特率建立卫星间链路。
2017-11-29 eess.SP
Wideband photonic interference cancellation based on free space optical communication
我们提出并实验证明了一个干扰管理系统，消除宽带无线干扰，通过使用光子信号处理和自由空间光通信。接收器通过将混合信号上变频到光频并利用光子电路处理信号来分离射频干扰。具有GHz带宽的信号被实时处理和分离。用于干扰消除的参考信号在自由空间光通信链路中传输，这为多频带操作提供了大带宽，并且通过减少未知混合矩阵的维数来加速混合信号分离过程。实验结果表明，该系统在6GHz以上的带宽下实现了30dB的实时对消深度。可以用单个系统同时处理多个无线电频段。此外，可以用单个系统同时处理多个无线电频段。
2021-11-13 eess.SP
Designing communication systems via iterative improvement: error correction coding with Bayes decoder and codebook optimized for source symbol error
IBM Research AI（IBM研究人工智能中心）；IBM T. J. Watson Research Center（IBM托马斯·J·沃森研究中心）
在大多数纠错编码（ECC）框架中，典型的错误度量是测量比特错误的数量的误比特率（BER）。对于该度量，比特的位置与解码无关，并且在许多噪声模型中，也与BER无关。在许多应用中，这是不令人满意的，因为通常所有位都不相等并且具有不同的有效性。我们认为，在不同的位置位有不同的重要性位错误纠正和缓解的问题。对于纠错，我们从贝叶斯的角度来看ECC，并引入贝叶斯估计器与一般损失函数，以考虑位的重要性。我们提出了ECC方案，优化这个错误度量。由于该问题是高度非线性的，传统的ECC构造技术是不适用的。使用穷举搜索是成本高昂的，因此我们使用迭代改进搜索技术来找到好的码本。我们优化一般码本和线性码。我们提供的数值实验表明，他们可以优于经典的线性分组码，如汉明码和解码方法，如最小距离解码。对于错误缓解，我们研究的情况下，ECC是不可能的或不可取的，但重要性意识的信息编码仍然有利于减少平均错误。我们提出了一种新的数字表示格式，适合新兴的存储介质中的噪声幅度是未知的，可能很大，并表明它具有较低的平均误差比传统的数字格式。
2021-10-07 cs.AI eess.SP
Covert Beamforming Design for Integrated Radar Sensing and Communication Systems
我们提出了隐蔽波束形成的设计框架，综合雷达传感和通信（IRSC）系统，雷达可以隐蔽地与合法用户的探测波形的覆盖下，而不会被窃听者发现。具体地说，通过联合设计的目标检测波束形成器和通信波束形成器，我们的目标是最大化的雷达检测互信息（MI）（或通信速率）受到隐蔽约束，通信速率约束（或雷达检测MI约束），和总功率约束。对于理想窃听者的信道状态信息（CSI）的情况下，我们转化为一系列的凸子问题的隐蔽波束形成设计问题，利用半定松弛，可以通过二分法搜索方法来解决。考虑到迭代优化的高复杂度，我们进一步提出了一种基于迫零准则的单次迭代隐蔽波束形成器设计方案。对于不完美窃听者的CSI场景，我们开发了一种松弛和限制的方法来解决鲁棒隐蔽波束形成设计问题。仿真结果表明，所提出的隐蔽波束形成方案的有效性，完美和不完美的CSI场景。
2022-08-11 cs.IT eess.SP math.IT
Few-Mode Fiber Coupling Efficiency for Free-Space Optical Communication
少模光纤是自由空间光通信接收端获得高耦合效率的重要组成部分。基于拉盖尔-高斯模的尺度适应性，提出了一种从自由空间光通信链路到少模光纤的理论耦合模型。研究发现，在大气湍流或随机抖动的存在下，各种模式的耦合效率表现不同。在此基础上，得到了使少模光纤所选模耦合效率最大的最佳耦合几何参数。研究了随机抖动情况下的通信性能。结果表明，少模光纤比单模光纤具有更好的误码性能，特别是在高信噪比的情况下。
2020-09-30 eess.SP physics.optics
Beyond Griffin-Lim: Improved Iterative Phase Retrieval for Speech
Universität Hamburg（汉堡大学）；DESY（德国电子同步加速器研究所）
相位恢复不仅是语音和音频处理中遇到的问题，而且在许多其他领域，如光学中也遇到了问题。基于非凸集投影的迭代算法是有效的，并且经常用于在只有STFT幅度可用时检索相位。虽然基本的Griffin-Lim算法及其变体几十年来一直是流行的方法，但最近的进展，例如光学，提出了一个问题：我们是否可以使用相同的迭代投影原理，对语音信号做得比Griffin-Lim更好？在本文中，我们比较了经典的算法在语音域与两个现代的方法从光学方面的重建质量和收敛速度。基于这项研究，我们建议结合Griffin-Lim与差分映射算法在一个混合的方法，表现出优越的结果，在收敛性和最终重建的质量。
2022-05-11 cs.SD eess.AS eess.SP
Experimental Investigation of Availability in a 4.6 km Terrestrial Urban Coherent Free-Space Optical Communications Link
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本文研究了4.6公里城市相干自由空间光通信链路的可用性，通过六天的测量发现500 Gb/s传输下链路可用性分别为92%和99%。
2025-07-08 eess.SP physics.optics
Experimental Evaluation of Computational Complexity for Different Neural Network Equalizers in Optical Communications
Aston University（阿斯顿大学）；Infinera（英飞朗）
解决基于神经网络的光信道均衡器，我们量化的性能和复杂性之间的权衡进行比较分析的几个神经网络架构，TWC和SSMF设置的结果。
2021-09-17 cs.LG eess.SP
Advancing Free-Space Optical Communication System Architecture: Performance Analysis of Varied Optical Ground Station Network Configurations
College of Information and Computer Sciences, University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校信息与计算机科学学院）；Department of Physics, University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校物理系）；Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO)（荷兰应用科学研究组织）；Kyushu Institute of Technology（九州工业大学）；National Space Research and Development Agency (NASRDA)（国家空间研究与开发局）；University College London (UCL)（伦敦大学学院）
本文研究了不同光学地面站网络配置的性能，分析了便携式与大型网络的优劣，探讨低成本终端作为替代方案的可行性。
2025-08-26 cs.IT cs.NI eess.SP
Energy-Efficient Hybrid Precoding Design for Integrated Multicast-Unicast Millimeter Wave Communications with SWIPT
在本文中，我们研究了能量有效的混合预编码设计的综合多播-单播毫米波（毫米波）系统中，同时考虑无线信息和功率变换在接收端。我们在基站（BS）处采用两个稀疏射频链天线结构，即，全连接和子阵列结构，并根据不同的结构设计基于码本的模拟预编码。然后，我们制定了一个联合的数字多播，单播预编码和功率分配比优化问题，以最大限度地提高系统的能量效率，而在BS的最大发射功率和最小收获的能量在接收机被认为是。由于直接求解公式化问题的困难，我们将分数阶目标函数等价地转化为减法形式，并提出了一种双循环迭代算法来求解，外循环采用经典的双截迭代算法。对于内循环，我们利用逐次凸逼近技术将问题转化为凸问题，并提出了一种迭代算法来求解;同时，为了降低内循环的复杂度，我们提出了一种基于迫零（ZF）技术的低复杂度迭代算法。具体地说，ZF技术被应用到消除单播间干扰和一阶泰勒近似被用于凸化的非凸约束在原问题。最后，通过仿真比较了不同方案下所提算法的性能.
2020-02-11 cs.IT eess.SP math.IT
