1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
2 北京理工大学自动化学院，北京 100081
单像素成像是一种采用没有空间分辨能力的单像素探测器和空间光调制器通过重构获得图像的新型成像方式。相较于传统阵列探测器成像方式，单像素成像具有高灵敏、抗干扰等优势，在诸多领域有着非常广阔的应用前景。单像素成像的光场调制策略和图像重构方法对成像结果的影响极大。回顾了单像素成像的发展历史，对主要的调制器件、调制策略和重构方法进行了分析、比较和讨论。为单像素成像在不同领域的应用提供技术支撑。
成像系统 单像素成像 调制策略 关联成像 压缩感知 深度学习 中国激光
2022, 49(19): 1917001
1 重庆师范大学 物理与电子工程学院, 重庆 401331
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 长春130033
水下无线光通信作为一种新兴的高速水下无线通信技术, 在海洋生态环境监测、资源勘测以及**作战等方面的作用不可小觑, 并已成为全世界竞相争夺的关键性技术。对目前常用的3种水下无线通信方式进行比较, 介绍了水下无线光通信的信道特性, 并阐述水下无线光通信系统中光源、调制、信道编码以及探测等关键技术的研究进展。总结了水下无线光通信技术的发展趋势, 为未来水下无线光通信系统的深入研究和实用化提供了参考。
光通信 水下无线通信系统 光源 调制技术 信道编码 探测 optical communication underwater wireless communication system light source modulation scheme channel coding detection
National Engineering Laboratory for Next Generation Internet Access System, School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
Frontiers of Optoelectronics
2017, 10(2): 160
数字脉冲间隔调制(DPIM)对缓存性能要求较高，相对于定长型调制方式存在一定的劣势。为此，提出了一种新型定长双宽数字脉冲间隔调制(FDD-DPIM)，给出其符号结构，通过仿真和实验对比分析了二进制开关键控(OOK)、DPIM、定长数字脉冲间隔调制(FDPIM)、定长数字振幅脉冲间隔调制(FDAPIM)以及双幅度定长数字脉冲间隔调制(DAFDPIM)的带宽需求、平均发射功率及差错性能。结果表明：提出的FDD-DPIM具有更高的带宽利用率和平均发射功率，同时差错性能优于DAFDPIM，在可见光通信系统中具有一定的应用前景。
光通信 调制方式 数字脉冲间隔调制 误包率 激光与光电子学进展
2016, 53(11): 110601
中国人民解放军理工大学通信工程学院，江苏 南京 210007
针对脉冲激光器峰值功率大、重复频率低和占空比受限等特性，对现有的无线光通信调制方案进行分析和改进，给出改进后调制方案的符号结构，在功率效率、带宽需求和传输容量等方面对其性能进行分析比较，并在理想的加性高斯白噪声干扰下分析其误包率。理论分析和仿真验证表明：脉冲宽度调制方案具有最大的传输容量，能在适应脉冲激光器特性限制的同时，获得较好的调制性能，在无线光通信系统中有一定的应用前景。
光通信 无线光通信 脉冲激光器 调制方案 加性高斯白噪声信道 误包率 中国激光
2015, 42(s1): s105001
1 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
调制技术是影响无线光通信质量的重要因素之一，探索合适的调制方式是无线光通信的内在需要，为此，全面深入分析不同新型组合脉冲调制的性能。详细地分析了脉冲位置调制(PPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)等传统调制方式，以及脉冲位置宽度调制(PPWM)、差分脉冲位置宽度调制(DPPWM)、双幅度脉冲位置调制(DAPPM)和双幅度脉冲间隔调制(DAPIM)等新型组合调制方式的符号结构；全面比较了以上调制方式的平均发射功率和带宽需求；在给定模型下分析了它们的差错性能。数值结果表明：DAPPM 的功率利用率最好，DPPWM 的功率效率最低。当二进制比特位M 取一定值时，PPM 的带宽利用率最低，DPPWM 的带宽利用率最高；随着M 的增加，DAPPM 的带宽效率与DPIM 的带宽效率非常接近。而从差错性能看，在相同的信噪比RSN 条件下，当M 取值一定时，DAPPM 的误包率与PPM 接近，均优于其他组合调制方式，随着M 或RSN 增大，系统误包率逐渐减少；同时，通过增大PPWM的r 参数、减少DAPPM 的α 参数，可适当改善差错性能。因此，要根据实际系统的要求选择合适的调制方式。
无线光通信 调制方式 平均发射功率 带宽需求 误包率
为了实现白光LED 室内照明以及通信的双重功能，根据可见光通信的特点，在分析开关键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)以及双头脉冲间隔调制(DH-PIM)结构的基础上，提出一种新型反向双头脉冲间隔调制(RDH-PIM)方式。分析比较了各种调制方式的编码结构、带宽需求以及平均发射功率，推导了系统误时隙率表达式。仿真结果表明，OOK 具有最小的带宽需求，RDH-PIM 可以获得最大的平均发射功率，且带宽利用率明显优于PPM 和DPIM。作为一种折中的调制方式，RDH-PIM 在无线光通信中有一定的应用价值。
光通信 可见光通信 调制方式 反向双头脉冲间隔调制 误时隙率 激光与光电子学进展
2014, 51(9): 090601
分析了启闭键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)的编码结构，然后从带宽需求、平均发射功率、传输容量和差错性能等方面对各种调制方式进行了仿真对比。结果表明，DPIM调制比PPM具有更高的传输容量和更少的带宽需求，并且解调对同步要求较低，实现更简易，并结合紫外LED阵列将作为今后实用化紫外光源的发展趋势，DPIM调制在未来紫外光通信系统的应用中将具有更大的优势。
紫外光通信 调制方式 启闭键控调制 脉冲位置调制 差分脉冲位置调制 数字脉冲间隔调制 UV communication modulation scheme on-off keying pulse position modulation differential pulse position modulation digital pulse interval modulation
1 南通大学 电子信息学院, 江苏 南通 226019
2 东南大学 移动通信国家重点实验室, 南京 210096
分析了在弱湍流信道模型下基于开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)方式的多输入多输出自由空间光 (MIMO-FSO) 通信系统模型。首先推导了各调制方式下单输入单输出(SISO)系统的误时隙率(SER)计算公式, 以此作为参考, 在独立同分布的条件下, 推导出MIMO-FSO系统的平均SER计算公式, 并用数值仿真的方法, 分析了它们的平均SER性能。仿真结果表明, 在弱湍流信道模型下, PPM可获得最好的SER性能, 采用MIMO方法能有效提高FSO系统的平均SER性能。
无线光通信 弱湍流信道 调制方式 多输入多输出 误时隙率 free space optical weak turbulence atmosphere channel modulation scheme multiple-input-multiple-output slot error rate
桂林电子科技大学 信息与通信学院，桂林 541004
为了提高无线光通信系统的性能，将低密度奇偶校验码作为信道编码，在已知信道状态信息的条件下，对低密度奇偶校验码(LDPC)+二进制脉冲位置调制(BPPM)系统与LDPC+开关键控(OOK)系统分别在加性高斯白噪声(AWGN)、弱湍流、中等湍流和强湍流信道中的性能进行了比较；仿真了OOK和BPPM在各个强度湍流信道下的编码增益；并对LDPC结合不同进制数的脉冲位置调制(PPM)进行了分析。结果表明，LDPC+BPPM的性能优于LDPC+OOK，且随着湍流强度的增大，前者的优势则更加明显；OOK和BPPM在AWGN、弱湍流和中等湍流信道中，编码增益都随着湍流强度的增大而增大，不同的是,OOK在中等湍流中比强湍流中的大，而BPPM则在中等湍流中的比强湍流中的小；LDPC+PPM时，从4PPM到256PPM，PPM的进制数每翻1倍，系统都有约1dB的损失。因此，在湍流信道条件下，LDPC+PPM具有较大的编码增益，且实现的复杂度较低，在无线光通信中将有一定的应用前景。
光通信 低密度奇偶校验码 调制方式 gamma-gamma湍流信道 optical communication low density parity check code modulation scheme gamma-gamma turbulence channel
