Author Affiliations
Abstract
Université Côte d’Azur, CNRS, CRHEA, Valbonne, France
Lidar, a technology at the heart of autonomous driving and robotic mobility, performs 3D imaging of a complex scene by measuring the time of flight of returning light pulses. Many technological challenges, including enhancement of the observation field of view (FoV), acceleration of the imaging frame rate, improvement of the ambiguity range, reduction of fabrication cost, and component size, must be simultaneously addressed so that lidar technology reaches the performance needed to strongly impact the global market. We propose an innovative solution to address the problem of wide FoV and extended unambiguous range using an acousto-optic modulator that rapidly scans a large-area metasurface deflector. We further exploit a multiplexing illumination technique traditionally deployed in the context of telecommunication theory to extend the ambiguity range and to drastically improve the signal-to-noise ratio of the measured signal. Compacting our metasurface-scanning lidar system to chip-scale dimension would open new and exciting perspectives, eventually relevant to the autonomous vehicles and robotic industries.
light detection and ranging metasurfaces beam steering code division multiple access 
Advanced Photonics
2023, 5(4): 046005
作者单位
摘要
1 重庆理工大学两江人工智能学院,重庆 401120
2 重庆理工大学两江国际学院,重庆 401120
3 重庆理工大学理学院,重庆 401320
激光雷达(LiDAR)抗干扰技术是实现安全无人驾驶的核心技术之一。分析了码分多址(CDMA)调制激光雷达系统的原理,比较了不同正交码组的特性,并通过仿真分析了该激光雷达在不同干扰下的抗干扰性能。实验结果表明,采用光正交码(OOC)的CDMA调制激光雷达具有较低的虚警率,可以有效抵抗传统单脉冲激光雷达干扰、同体制激光雷达干扰和较低功率、特定频率的调频连续波(FMCW)激光雷达干扰。此外,针对200个传统单脉冲激光雷达作为密集干扰源的场景,CDMA调制激光雷达的虚警率仅为0.11%,可以满足大规模无人驾驶应用中的抗干扰要求。
激光雷达 激光测距 抗干扰 码分多址调制 光正交码 
激光与光电子学进展
2022, 59(12): 1228005
作者单位
摘要
1 陆军工程大学通信工程学院, 江苏 南京 210007
2 华中科技大学软件学院, 湖北 武汉 430070
3 国防科技大学信息与通信学院, 湖北 武汉 430010
在多用户光码分多址 (OCDMA) 传输系统中, 多用户干扰 (MAI) 严重影响系统传输性能。针对系统中多用户干扰来源于各用户码字不完全正交的特点, 采用码字的自、互相关函数表达接收信号与系统损伤, 引入将多用户干扰看作可重构的 “有效信息” 的新思路, 提出了一种基于数字信号处理技术的串行反馈干扰抑制算法。搭建了 2 用户同步接入频谱幅度编码光码分多址 (SAC-OCDMA) 传输系统仿真平台, 验证了该算法抑制多用户干扰的有效性。仿真结果表明: 相较于光阈值器件, 采用串行反馈干扰抑制算法抑制多用户干扰的效果更好, 系统传输性能的改善更大, 引入的功率代价仅为 2.3 dB。
光通信 光码分多址系统 多用户干扰 串行反馈干扰抑制算法 optical communication optical code division multiple access multi-user interference serial feedback interference suppression algorithm 
量子电子学报
2021, 38(6): 880
作者单位
摘要
陆军工程大学通信工程学院, 江苏 南京 210007
为了增强光纤通信系统的物理层安全性,提出了一种基于光编/解码技术的新型抗截获通信系统。由于传统地址码的码字容量都相对较小,合法用户使用的地址码容易受到窃听者的强力搜索攻击。一旦用户地址码被获得,光纤信道中传输的所有用户信息将可被窃听者窃取。为了解决这个问题,构造了一种大容量的二维跳频/扩时地址码,并描述了可重构编/解码器的实现方法;设计了一种新型的抗截获通信系统方案,建立了窃听信道模型;最后,利用VPI transmission Maker Optical Systems仿真软件,验证了抗截获通信系统的传输性能和安全性能。仿真结果表明,基于光码分多址的编/解码技术,可以实现一种高速率、长距离的抗截获通信系统。
光通信 抗截获通信 光码分多址 物理层安全性 光编/解技术 
光学学报
2020, 40(9): 0906001
作者单位
摘要
兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
结合直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)和码分多址(CDMA),建立了DCO-MC-CDMA系统。受系统结构限制,选用Gold码和m序列作为扩频地址码时,互相关性比正交码差,进而导致更大的多用户间干扰(MUI)。采用最大比合并、等增益合并和正交恢复合并(ORC),推导了受加性高斯白噪声、MUI和限幅噪声影响时信噪比的表达式,并基于Matlab建立了蒙特卡罗误码率(BER)仿真模型。研究结果表明:随着用户数的增大,MUI会使系统BER性能变差;ORC消除了子信道增益不同导致的MUI,因而BER性能最好;Gold码的互相关性比m序列好,采用Gold码的DCO-MC-CDMA系统BER性能更好。
光通信 直流偏置光正交频分复用 多载波码分多址 多用户间干扰 
激光与光电子学进展
2019, 56(11): 110604
作者单位
摘要
1 兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
2 西南交通大学信息编码与传输省重点实验室, 四川 成都 610031
基于码分多址(CDMA)和非对称限幅光(ACO)正交频分复用,提出了非对称限幅光多载波码分多址系统。在视线传播和散射传播信道中,采用正交恢复合并(ORC)、最大比合并(MRC)和等增益合并(EGC)算法,推导了受限幅噪声影响时系统的信噪比,建立了蒙特卡罗误比特率(BER)仿真模型。研究结果表明,通过增大扩频序列长度可以提高BER性能。随着用户数增多,多用户间干扰增大,MRC算法性能变差,ORC算法保持了用户间的正交性,BER性能最好。所提系统的性能比反转多载波CDMA和单极性多载波CDMA系统的更好。
光通信 非对称限幅光正交频分复用 码分多址 限幅噪声 均衡合并 
光学学报
2019, 39(2): 0206001
作者单位
摘要
四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610065
针对传统压制式干扰仪对采用扩频技术的宽带码分多址(WCDMA)干扰不理想, 以及WCDMA欺骗式干扰仪实现复杂的问题, 基于PicoZed SOM软件定义无线电平台设计出一套新型智能干扰系统。实验测量表明, 该系统发射功率仅为23 dBm时, 能有效管控半径10 m范围的WCDMA通信信号。整个设计的实现分为4个步骤: 第1步基于WCDMA的小区搜索过程, 设计出一种带有WCDMA小区同步特征的干扰信号;第2步使用MATLAB仿真验证该方法的有效性;第3步设计WCDMA干扰模块和WCDMA数字上变频模块, 实现在FPGA上产生带有同步信息的干扰信号;第4步基于ADI提供的PicoZed SOM参考工程, 实现在空口发射WCDMA干扰信号。
智能干扰 软件无线电 宽带码分多址 小区搜索 intelligent interference AD9361 AD9361 software defined radio Wideband Code Division Multiple Access(WCDMA) cell search 
太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(4): 625
作者单位
摘要
解放军理工大学通信工程学院,江苏 南京 210007
从信息论安全的角度出发,用保密容量定量分析了相干扩时光码分多址(OCDMA)系统的物理层安全性,得出了系统保密容量 随不同系统参数的变化关系。建立了OCDMA系统的窃听信道模型,并计算得到了系统的保密容量; 以Gold码为例评估了关键系统参数(用户数M、输入光功率P和码长N) 对相干扩时OCDMA系统物理层安全性的影响。结果表明相干扩时OCDMA系统具有很好的抵御光纤窃听攻击的物理层安全性;关键系统参数对提高此系统的物理层安全性 有重要影响。选择合适的系统参数值可提高相干扩时OCDMA系统的安全水平。
光通信 光码分多址 窃听信道模型 保密容量 Gold码 optical communications optical code division multiple access wiretap channel model secrecy capacity Gold code 
量子电子学报
2018, 35(1): 115
吴兴邦 1,2,*文尚胜 1,2华珺 1
作者单位
摘要
1 华南理工大学 材料科学与工程学院, 广州 510000
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510000
为了提高室内定位精度, 实现三维定位, 提出一种基于蚁群算法的的可见光通信室内高精度三维定位系统。本系统采用了码分多址(Code Division Multiple Access, CDMA)调制技术,解决了室内可见光通信多信号源之间的符号间干扰.系统中与发光二极管(Light Emitting Diode, LED)光信号源地理位置相关的ID信息码经过直接扩频调制后加载至发光二极管驱动电路, 以光信号的形式在室内传播.光信号经过放大、滤波、采样处理后, 根据码分多址调制技术中扩频码的正交性恢复出ID信息及光强衰减信息.经过计算获得来自不同发光二极管的信号光强衰减因子, 利用蚁群算法的全局搜索性确定最优定位点.引入误差修复因子, 利用蚁群算法的并行搜索性对光强衰减因子偏差进行修正.仿真结果表明, 信噪比为30 dB, 20 dB, 10 dB的条件下, 算法的定位精度分别为2 cm, 4 cm, 8 cm.当计算的精度高于45 cm时, 蚁群算法定位解的搜索效率明显高于遍历法.在10 dB的信噪比条件下, 对光强衰减因子进行修正后100%的测试点都实现了5 cm 定位精度.实验结果表明, 20 dB信噪比条件下, 92.59%的测试点的定位误差小于8 cm, 96.29%的测试点定位误差小于10 cm, 最大定位误差为11.30 cm.经过误差修复后, 96.2%的测试点实现了3 cm的定位精度, 61.6%的测试点实现了2 cm的定位精度.本算法在实现了高精度定位, 减少了获得最优定位解的计算量.
可见光通信 室内定位 蚁群算法 高精度 码分多址 三维定位 Visible light communication Indoor positioning Ant colony algorithm High precision Code division multiple access three dimensional positioning 
光子学报
2017, 46(12): 1206004
作者单位
摘要
1 华南理工大学自动化科学与工程学院, 广东 广州 510640
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
3 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东 广州 510640
多个参考点光源间的信号相互干扰,使得室内可见光通信定位系统的精度不高。为此提出一种基于码分多址(CDMA)调制的可见光定位算法,利用扩频码的正交性,对每个发光二极管(LED)所发出的身份识别(ID)信息进行扩频处理,在克服了码间干扰的同时,提升了信道的容量。接收端由自适应滤波器分辨出解扩后的ID信息以及对应的信号强度,根据ID信息确定定位的位置区域,根据衰减强度确定定位点与各LED的距离,利用接收信号强度(RSS)三角定位算法实现接收机的定位,并采用分集接收技术来提高接收增益以提升定位的精度。仿真结果表明,该定位系统最大误差为6.18 cm,超过88%的定位点的测量精度被控制在5 cm以内。该系统不仅实现了较高精度的定位,而且易于控制、稳定性好,具有广阔的应用前景。
光通信 码分多址 接收信号强度 三角定位算法 室内定位系统 
光学学报
2016, 36(11): 1106006

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