無線光通信專題導讀

無線光通信專題導讀

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的出現(xiàn)與迅猛發(fā)展，人類社會即將進入智能時代。在智能時代，用戶數(shù)字終端和各種業(yè)務數(shù)據(jù)量會急劇增長，這對通信技術(shù)的容量、速率和時延提出了全新的要求。無線光通信融合了光纖通信以及微波等傳統(tǒng)無線通信的優(yōu)勢，具有傳輸容量大、無需頻率許可、低成本、安裝方便快捷、通信安全保密等優(yōu)點，成為一種新興的寬帶無線接入方式，是解決最后一公里問題的良好途徑。

自世界上第一臺紅寶石激光器出現(xiàn)以后，人類就開始了無線光通信技術(shù)的相關(guān)研究。尤其是近年來，隨著半導體激光器和光電探測器件的日益完善，以及傳統(tǒng)無線通信頻譜資源的日益匱乏，無線光通信又一次迎來了它的春天。本專題主要從可見光通信、調(diào)制編碼、光信號傳輸及軌道角動量等方面介紹了無線光通信技術(shù)的發(fā)展及未來。

有關(guān)可見光通信方面有3篇論文。其中，《高速可見光通信的前沿研究進展》從材料器件、高速系統(tǒng)、異構(gòu)網(wǎng)絡、水下可見光通信和機器學習等五個前沿研究方向介紹了可見光通信的研究進展，并指出了其面臨的挑戰(zhàn)和亟需解決的問題?！额A編碼室內(nèi)MIMO可見光通信系統(tǒng)空間相關(guān)性分析》介紹了空間相關(guān)性對室內(nèi)MIMO可見光通信系統(tǒng)性能的影響?！犊梢姽馔ㄐ胖蠰ED非線性補償和帶寬拓展技術(shù)》概括總結(jié)了可見光通信中幾種非線性失真補償和拓展調(diào)制帶寬的方法，指明了提高系統(tǒng)性能的開放性研究問題。

在調(diào)制編碼方面有4篇論文，其中，《光空間調(diào)制技術(shù)的研究進展》概括和總結(jié)了現(xiàn)有的光空間調(diào)制，給出了其中亟需解決的關(guān)鍵性問題及未來的發(fā)展方向。《無線光通信中噴泉碼的發(fā)展現(xiàn)狀與展望》概括總結(jié)了噴泉碼在無線光通信中的應用，指出了其在今后的探索方向。其余兩篇文章分別介紹了無線光通信系統(tǒng)中的逆向調(diào)制和OFDM技術(shù)。

關(guān)于光信號傳輸有3篇論文。其中，《2.07 μm光纖激光在弱湍流條件下的傳輸特性研究》介紹了一種2.07 μm波段可調(diào)諧主動鎖模光纖激光，給出了其在室內(nèi)模擬大氣湍流條件下的傳輸特性?！对茖雍穸葘λ{綠激光通信性能的影響分析》介紹了云層厚度對藍綠激光通信性能的影響?！稖u旋光束通過非高斯隨機粗糙面的場分布特性》介紹了拉蓋爾-高斯渦旋光束通過隨機非高斯粗糙表面的場分布特性。

關(guān)于軌道角動量有2篇論文，其中，《OAM光通信技術(shù)研究進展》概括總結(jié)了OAM光束的類別和產(chǎn)生方法，以及OAM光束復用技術(shù)、OAM光束解調(diào)技術(shù)和OAM光通信的大氣湍流效應抑制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，給出了OAM光通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。《基于機器學習的軌道角動量光束模式探測技術(shù)研究進展》總結(jié)了基于機器學習的OAM模式探測方案，比較了各類不同方法在大氣和水下信道中的特點。

另外，還選擇了3篇研究論文。其中，《一種超寬帶零中頻的微波光子信道化接收機》介紹了一種基于微波光子的零中頻接收機?！斗淙簾o人機編隊內(nèi)無線紫外光協(xié)作避讓算法》提出了一種蜂群無人機編隊內(nèi)無線紫外光協(xié)作避讓算法?！端南笙尢綔y器的信號光捕獲與跟蹤技術(shù)研究》介紹了一種采用四象限探測器實現(xiàn)捕獲與跟蹤的方案。

希望此次《光電工程》推出的“無線光通信”專題，通過綜述目前無線光通信發(fā)展的前沿技術(shù)和研究熱點，展現(xiàn)無線光通信領(lǐng)域的新理論、新方法和新技術(shù)，探討未來無線光通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，為廣大同行研究無線光通信技術(shù)指明道路和方向，也為同仁們設計、開發(fā)無線光通信系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)提供參考，從而推動這門技術(shù)的更新?lián)Q代，滿足智能時代對接入網(wǎng)技術(shù)的高要求。

最后需要說明的是，文中對技術(shù)的評價和未來預測等觀點純屬作者個人認知，不代表本刊觀點。

專題特邀組稿人：

西安理工大學柯熙政教授

長春理工大學王天樞教授

蘭州理工大學王惠琴教授

專題特邀組稿人

柯熙政，理學博士，二級教授，西安理工大學信息與通信系統(tǒng)學科負責人，陜西省智能協(xié)同網(wǎng)絡軍民共建重點實驗室副主任。陜西省教學名師，中國電子學會會士，中國光學工程學會理事，陜西省光學學會常務理事。1983年在陜西工學院獲得學士學位，1996年在中國科學院大學獲得理學博士學位。1997年到2002年先后在西安電子科技大學和第二炮兵工程學院進行博士后研究?！峨娮訉W報》編委，《紅外與激光工程》編委，《電子測量與儀器學報》編委，《激光技術(shù)》編委，《西安理工大學學報》編委，《時間頻率學報》編委，編委，國家科技獎勵評審專家，陜西省學位委員會學科評議組成員。2000年獲得中國科學院優(yōu)秀青年學者獎。2009年獲得“科技部教育部廣東省優(yōu)秀科技特派員”稱號。2015年獲得揚州市“綠楊金鳳”領(lǐng)軍人物稱號。2018年獲得中國產(chǎn)學研創(chuàng)新獎，2019年獲得中國產(chǎn)學研創(chuàng)新成果二等獎。2001年以來獲得省部級科技獎勵16項，其中一等獎1項，二等獎5項。獲得國家授權(quán)發(fā)明專利20多項，在科學出版社出版專著9部，在國內(nèi)外期刊發(fā)表學術(shù)論文400多篇，已經(jīng)培養(yǎng)博士研究生30余名。

王天樞，博士，長春理工大學空間光電技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心教授，博士生導師，中國電子學會、通信學會高級會員。主要研究方向是無線光通信技術(shù)及光纖激光器應用等。2007年畢業(yè)于吉林大學獲博士學位，2007-2010年在浙江大學現(xiàn)代光學儀器國家重點實驗室做博士后研究，2015年在密歇根大學超快光學研究中心訪問學者。作為負責人獲吉林省技術(shù)發(fā)明一等獎1項，吉林省有突出貢獻專業(yè)技術(shù)人才、吉林省拔尖創(chuàng)新人才?！稇霉鈱W》期刊第九、十屆編委，國家科技獎勵評審專家。主持完成國家自然科學基金、國防科技創(chuàng)新課題等項目12項。以第一發(fā)明人獲得授權(quán)國家發(fā)明專利20項，在科學出版社出版專著2部，以第一或通信作者在、等各類學術(shù)期刊發(fā)表論文150多篇。擔任光通信與網(wǎng)絡國際會議(ICOCN)、先進通信與信息技術(shù)國際會議(ICAIT)技術(shù)委員會委員，國際會議邀請報告5次。已經(jīng)培養(yǎng)博、碩士研究生40余名。

王惠琴，工學博士，蘭州理工大學教授，博士生導師，中國光學學會高級會員，甘肅省電子學會高級會員，甘肅省通信原理省級精品課程負責人。1996年在蘭州交通大學獲學士學位，2011年在西安理工大學獲工學博士學位。主持/參與完成國家自然科學基金、軍隊863課題、省部級科研項目及各類橫向項目20余項。擔任《光子學報》、《紅外與激光工程》、《光電工程》和《量子電子學報》等國內(nèi)學術(shù)期刊審稿人。自2008年以來，獲省部級科技獎勵6項。其中，省級三等獎1項、廳級一等獎4項，廳級二等獎1項。獲廳級教學成果獎1項，出版“計算機通信技術(shù)”教材1部。在、、《中國科學》等國內(nèi)外著名學術(shù)期刊發(fā)表學術(shù)論文50余篇。獲得發(fā)明專利授權(quán)5項，實用新型專利授權(quán)6項，軟件著作權(quán)6項。