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光通信技术 2020年第8期44卷 1-4页

作者：吴江钏马麟涂峰何祖源上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室广州510640

为了提高辐射传感技术的探测精度、探测剂量范围以及监测点数量,研究了使用光时域反射仪(OTDR)技术观测单模光纤的辐射致衰减(RIA)效应,从而实现分布式辐射传感应用的可行性。通过计算OTDR曲线中光功率衰减斜率,建立了单模光纤RIA与辐... 详细信息

为了提高辐射传感技术的探测精度、探测剂量范围以及监测点数量,研究了使用光时域反射仪(OTDR)技术观测单模光纤的辐射致衰减(RIA)效应,从而实现分布式辐射传感应用的可行性。通过计算OTDR曲线中光功率衰减斜率,建立了单模光纤RIA与辐射剂量的线性关系。采用具有合适RIA效应的单模光纤,有望实现具有高空间分辨率的长距离分布式辐射剂量监测。

关键词：伽马辐射光纤传感单模光纤光时域反射仪辐射致衰减

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基于扫频光谱测量技术的快速高精度折射率传感系统

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光通信技术 2020年第8期44卷 10-13页

作者：刘茂环樊昕昱王彬徐炳鑫何祖源长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆制备技术国家重点实验室武汉430074 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

为达到医学、化学等不同领域对高精度折射率测量的较高要求,基于高精度扫频光谱测量技术,结合倾斜光纤光栅进行折射率测量,提出实现高精度折射率变化传感系统。对倾斜光纤光栅截止模进行了细微差别折射率下的光谱测量,测得折射率响应灵... 详细信息

为达到医学、化学等不同领域对高精度折射率测量的较高要求,基于高精度扫频光谱测量技术,结合倾斜光纤光栅进行折射率测量,提出实现高精度折射率变化传感系统。对倾斜光纤光栅截止模进行了细微差别折射率下的光谱测量,测得折射率响应灵敏度为28.3 nm/RIU;对系统在固定折射率下对测量截止模光峰值中心波长的精度进行标定,算出系统的测量精度为1.15×10^-6 RIU,在静态测量情况下测量精度可以达到6.5×10^-7 RIU。

关键词：光谱测量折射率传感光纤光栅高精度

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面向网联自动驾驶部署的车-路-无人机跨域协同技术

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中国图象图形学报 2024年第11期29卷 3293-3304页

作者：于静茹姚升悦陈喜群林懿伦王飞跃上海人工智能实验室上海200232 浙江大学建筑工程学院杭州310058 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190

目的随着车联网技术的发展,网联自动驾驶车辆(connected and autonomous vehicle,CAV)的部署场景变得越来越复杂。为了保证效率和安全,提出一种面向CAV部署的集成无人机和现有路侧基础设施的车—路—无人机跨域协同技术,旨在解决依靠路... 详细信息

目的随着车联网技术的发展,网联自动驾驶车辆(connected and autonomous vehicle,CAV)的部署场景变得越来越复杂。为了保证效率和安全,提出一种面向CAV部署的集成无人机和现有路侧基础设施的车—路—无人机跨域协同技术,旨在解决依靠路侧基础设施支持CAV感知和通信解决方案在部署范围、机动性和感知视角等方面存在一定限制的问题。方法本文设计了基于任务需求和资源约束的双层调度算法,实现无人机资源的灵活调度和智能决策。该算法上层实现任务规划,下层运动规划则根据动力学约束和虚拟场模型生成无人机运动轨迹,采用上、下层反馈机制,动态响应感知和通信需求,给出目标区域无人机的最优部署方案。结果实验模拟混合交通流场景,并估计了不同场景下CAV动态感知和通信需求;通过对比无人机跨域协同方案与现有路侧基础设施辅助方案,结果表明所提方案相比现有方案降低了路侧设备单元(roadside units,RSU)的空闲率,在CAV渗透率为70%时,所提方案在仿真路网和城市路网场景下分别将RSU的空闲率降低了33.82%和31.20%;同时也展示了基于双层调度算法按需调度无人机的流程,验证了该算法的有效性。结论本文所提出的无人机跨域协同的CAV辅助部署方案,对比现有的基础设施辅助方案,具有覆盖范围广、可以按需灵活调度的特点,可以支持CAV大规模部署。

关键词：自动驾驶跨域协同无人机按需调度双层调度算法基于虚拟力场的轨迹规划

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小芯径多模光纤拉曼分布式温度传感器

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红外与激光工程 2019年第4期48卷 285-291页

作者：何祖源刘银萍马麟杨晨童维军长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆制备技术国家重点实验室湖北武汉430074 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

设计并制作了一种用于拉曼分布式温度传感的具有大有效模场面积和低模式色散的渐变折射率的小芯径多模光纤,同时达到了高空间分辨率和高温度分辨率。在现有的拉曼分布式温度传感系统基础上,测量了使用不同传感光纤和注入条件下的温度和... 详细信息

设计并制作了一种用于拉曼分布式温度传感的具有大有效模场面积和低模式色散的渐变折射率的小芯径多模光纤,同时达到了高空间分辨率和高温度分辨率。在现有的拉曼分布式温度传感系统基础上,测量了使用不同传感光纤和注入条件下的温度和空间分辨率。在满注入工作模式下,基于小芯径多模光纤的拉曼分布式温度传感器在25 km处达到了1℃的温度分辨率,空间分辨率的劣化仅为0.13 m,作为对比,使用多模光纤的拉曼分布式温度传感器的空间分辨率劣化了1.58 m。在单模注入条件下,基于小芯径多模光纤的拉曼分布式温度传感器在25 km处达到了4.7℃的温度分辨率,相对使用单模光纤有2.2℃的提升,同时空间分辨率没有劣化。

关键词：光纤传感温度传感器拉曼散射光时域反射计

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OFDM-PON系统中基于混沌的细胞自动机加密算法

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杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2021年第2期41卷 40-47,62页

作者：卓先好楼丁溧毕美华胡志蕊杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 上海交通大学光纤区域网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

针对正交频分复用无源光网络(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Passive Optical Network,OFDM-PON)系统中的数据传输安全问题,提出一种基于混沌序列的细胞自动机(Cellular Automaton,CA)安全性增强方案。首先,利用混沌序列在初等细胞自动机(Elementary Cellular Automaton,ECA)集合中随机选取,基于ECA周期性边界条件,将明文注入到ECA中进行随机状态转移实现异或加密;然后,使用二维细胞自动机(Two-Dimension Cellular Automaton,2DCA)的状态转移规则实现频域上相邻正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)符号的混乱扩散,以抵抗选择明文攻击(Chosen Plaintext Attack,CPA);最后,将混沌序列插入OFDM信号中以实现系统的定时同步和加密。实验结果表明,该方案通过CA状态转移具有良好的混乱和扩散性,可实现动态密文来抵抗CPA,且通过ECA和2DCA的双重加密能够生成大小约1055的密钥空间,为数据传输提供良好的保密性。

关键词：正交频分复用无源光网络细胞自动机混沌加密

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谐波电流注入式微电网主动保护方法

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电力系统自动化 2023年第23期47卷 172-179页

作者：张尔佳余墨多黄文焘邰能灵阮文骏齐路电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210000

微电网内逆变型分布式电源(IIDG)渗透率不断提高,导致微电网故障特征不明显、功率流向复杂,保护整定困难,传统保护方案需要借助高速通信系统分析不同节点电气量提取故障信息。文中提出了一种谐波电流注入式的微电网主动保护方案,在故障... 详细信息

微电网内逆变型分布式电源(IIDG)渗透率不断提高,导致微电网故障特征不明显、功率流向复杂,保护整定困难,传统保护方案需要借助高速通信系统分析不同节点电气量提取故障信息。文中提出了一种谐波电流注入式的微电网主动保护方案,在故障时利用IIDG主动注入谐波,实现了无通信条件下的故障检测信息的传递,解决了双向潮流、过渡电阻、运行方式变化带来的保护整定困难问题。通过电流内环谐波叠加控制实现IIDG向微电网主动注入谐波电流,基于IIDG端口等效阻抗变化计算结果调制注入谐波幅值,通过调整谐波幅值和频率实现不同节点故障信息传递。基于区域内、外不同频率谐波分量差异明显的特征,构建了基于IIDG的谐波电流量比值的保护判据,根据谐波潮流方向提出开闭锁逻辑。在PSCAD/EMTDC中建立了实际工程微电网模型,仿真验证了该方案在不同故障情况下的有效性、选择性与速动性。

关键词：微电网主动式保护谐波注入闭锁信号逆变型分布式电源

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光纤端的等离激元探测技术

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激光与光电子学进展 2019年第20期56卷 41-58页

作者：杨天陈成王晓丹周鑫雷泽雨上海交通大学电子信息与电气工程学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室

尝试对两类典型的光纤端集成等离激元探测技术的发展进行回顾与梳理,并结合作者的科研实践对本领域未来工作的重点和潜在价值进行讨论。第一类技术是在光纤的端平面集成等离激元谐振传感结构,尤其是等离激元微腔。这种器件既能够插进微... 详细信息

尝试对两类典型的光纤端集成等离激元探测技术的发展进行回顾与梳理,并结合作者的科研实践对本领域未来工作的重点和潜在价值进行讨论。第一类技术是在光纤的端平面集成等离激元谐振传感结构,尤其是等离激元微腔。这种器件既能够插进微量样品通过dip-and-read方式进行生物分子传感,也能够伸入狭小的空间进行超声内窥探测。未来,如何在秉持方便、快速核心价值的基础上,解决复杂样品中低含量分子检测的难题,是这类器件进入医学诊断和食品检验应用领域的关键;而如何大幅提高表面等离激元谐振传感器对声信号的灵敏度,是实现具有重要应用价值的光纤表面等离激元谐振水听器阵列的关键。第二类技术是在锥形光纤尖端集成等离激元天线探针。结合各种扫描探针显微技术,这种器件提供了对等离激元天线的高精度动态调控能力,及通过等离激元热点与样品的强烈作用进行高分辨扫描成像的能力。未来,通过对天线探针和可测量物理量的创新研究,有望进一步扩展可表征物理和化学现象的范围,显著提升表征性能。

关键词：表面光学等离激元微腔等离激元天线光纤集成生物传感水听器扫描探针显微技术

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基于二维投影直方图导频辅助的相干光正交频分复用系统公共相位误差噪声补偿算法

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光学学报 2019年第11期39卷 59-68页

作者：杨国伟叶玮胜毕美华滕旭阳曾然胡淼杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

提出一种用于相干光正交频分复用系统的公共相位噪声补偿算法。该算法采用二维投影直方图的公共相位噪声盲估计方法,并充分结合了基于导频的相位噪声估计方法,实现了对公共相位噪声的有效补偿。利用少量的梳状导频对频域符号的公共相位... 详细信息

提出一种用于相干光正交频分复用系统的公共相位噪声补偿算法。该算法采用二维投影直方图的公共相位噪声盲估计方法,并充分结合了基于导频的相位噪声估计方法,实现了对公共相位噪声的有效补偿。利用少量的梳状导频对频域符号的公共相位噪声进行初始估计和补偿;再将初始补偿后的频域符号的星座图映射到二维数字图像,利用二维投影直方图进行更精细的公共相位噪声补偿。为了验证算法性能,搭建了基于MATLAB和OptiSystem的20 Gbit/s仿真系统,并在标准单模光纤中传输50 km。结果表明,该算法能有效解决投影直方图盲估计算法以π/2为周期的偏差问题,而且仅需少量的导频就能实现比传统导频辅助算法更高的误码性能。

关键词：光通信相干光正交频分复用公共相位噪声投影直方图导频

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创新能力培养引导的光纤通信课程教学改革探讨

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实验室研究与探索 2020年第7期39卷 164-168页

作者：毕美华周雪芳李齐良杨国伟卢旸曾然杭州电子科技大学通信工程学院杭州310018 上海交通大学光纤区域网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

依据教育部关于深化高校创新教育改革的实施意见,以光纤通信课程为对象,提出并探讨了差异化培养学生创新能力的教学方法。针对杭州电子科技大学通信学院学生,根据其不同的毕业意向宜采取的不同培养方式:①积极就业学生,针对就业去向和... 详细信息

依据教育部关于深化高校创新教育改革的实施意见,以光纤通信课程为对象,提出并探讨了差异化培养学生创新能力的教学方法。针对杭州电子科技大学通信学院学生,根据其不同的毕业意向宜采取的不同培养方式:①积极就业学生,针对就业去向和岗位特点,调整教学内容以培养动手能力;②继续深造学生,以兴趣为导向来设计相应的科研型知识课题培养创新能力。在此基础上,进行信息化课程建设,便于学生线上、线下学习。在该教学改革模式下,学生自主学习能力和创新能力得到了较大提高。

关键词：光纤通信差异化培养教学改革

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能量收集无线传感器网络中的排队分析

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电讯技术 2019年第11期59卷 1246-1252页

作者：寇名扬叶通上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室

在能量收集无线传感器网络中,节点可充电电池的容量和缓存大小会直接影响系统性能。因此,正确理解电池容量和缓存大小对性能产生的影响,对节点的设计具有重要意义。然而现有文献通常把数据到达和能量到达简化成泊松过程,无法刻画传感器... 详细信息

在能量收集无线传感器网络中,节点可充电电池的容量和缓存大小会直接影响系统性能。因此,正确理解电池容量和缓存大小对性能产生的影响,对节点的设计具有重要意义。然而现有文献通常把数据到达和能量到达简化成泊松过程,无法刻画传感器数据和能量到达均具有突发性的实际情况。为了准确刻画数据和能量的到达过程,采用两状态Markov调制的on-off流模型描述数据和能量的突发到达过程,利用虚拟队列刻画数据缓存的占用情况和能量状态之间的相关性,并对虚拟队列进行排队分析,得到丢包率和平均延迟的表达式。通过数值研究和仿真验证了不同数据缓冲区大小、电池大小对传感器性能的影响,并针对不同数据到达突发度提出了缓冲区大小和电池大小的设置建议。

关键词：无线传感器网络能量收集排队分析两状态Markov on-off流模型

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