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研究人员穿过云层以改善激光通信

正如云阻挡太阳一样,它们干扰激光通信系统,但宾州国家研究人员正在使用计算方法的组合来找到银色衬里并穿过云层。

"射频通信通常可靠且良好地理解,但不能支持新出现的数据速率需求,除非他们使用大部分无线电频谱,"Mohsen Kavehrad说,W.L.Weiss电气工程教授和宾夕法尼亚州的信息和通信技术研究中心。"自由空间光通信提供巨大的数据速率,但在环境的ercy中运行更多。"

通信系统中使用的激光可以携带大量信息,但是,灰尘,污垢,水蒸气和气体在蓬松的积云中,散射光线并产生回声。一些光散射的损失不如偏转的梁的那些部分且达到目标,因为那么,光束的各个部分在不同时间到达端点。

"所有激光束光子以光速行进,但不同的路径使它们达到不同的时间," says Kavehrad. "通过国防高级研究项目机构为该项目提供资金的空军,希望我们通过大气距离6至8英里的距离每秒近3千兆字节。"

6至8英里足就足以导致数百个符号的到达数据的重叠,这导致回声。信息到达,但是它再次到达,因为信号在整个激光束中分布。从本质上讲,消息持续踩到了。

电气工程研究生Kavehrad和Sangwoo Lee向最近的IEEE军事通信会议的回声问题提出了他们的解决方案。,D.C.

"在过去,激光通信系统已经设计成依赖于光学信号处理和光学设备," says Kavehrad. "我们将最先进的数字信号处理方法耦合到无线激光通信系统,以通过云获得可靠,高容量的光学链路。"

研究人员开发了一种称为自由空间光学通信的方法,不仅可以改善空到空气通信,还可以改善射流。由于它们的方法提供了光纤质量信号,因此它还是将光纤系统扩展到农村地区的解决方案,而无需铺设电缆,最终可能将互联网扩展到允许飞机乘客清晰,连续的信号。

使用称为Penn State开发的大气频道模型的计算机模拟'S CICTR,研究人员首先处理信号以缩短重叠数据并减少重叠的数量。然后系统处理剩余信号,拾取信号的部分以使整个并消除剩余的回波。该过程必须连续,重叠缩短,然后过滤,以便在目的地到达高质量的光纤卡维线消息。所有这一切,而一个或两个发件人和接收器正在移动。

"我们使用积云,密集蓬松的系统建模了系统,因为它们导致最大的散射和最大的回声," says Kavehrad. "我们的模型也被军队承包商使用,以调查通过烟雾和气体的沟通,并且也有一个非常好的工作。"

计算机模型大约一个半英里的横向云的横向。虽然研究人员承认他们可以简单地处理信号以删除所有回波,但权衡将以其他方式降级系统,例如距离和时间。使用两步过程提供最可靠,最高质量的数据传输。

该系统还使用市售的现成设备和经过验证的数字信号处理技术。

http://live.psu.edu

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