基于光斑的结构光转换键,用于非视线光通信.

科学领域:

• 光学通信是一种光学通信.
• 自由空间光学自由空间光学
• 信号处理 信号处理

背景情况:

• 非视线 (NLOS) 通信对自由空间光学 (FSO) 系统提出了挑战.
• 传统的FSO需要直接的视线,限制了部署灵活性.
• 结构化光线为新的FSO通信范式提供了潜力.

研究的目的:

• 在一到三个NLOS FSO通信通道中实验证明基于斑点解码 (SBD) 的概念验证.
• 调查结构化灯光转换关键的使用,以提高FSO能力.
• 用不同类型的结构光束来评估SBD的性能.

主要方法:

• 将3位灰色图像编码为拉格尔-高斯 (LG) 或赫米特-高斯 (HG) 束.
• 从结构化的光束中使用强度斑点图案解读图像.
• 使用训练有素的1D卷积神经网络进行图像分类和解码.
• 将SBD方法从2D扩展到1D,以减少计算成本.

主要成果:

• 在三个NLOS频道中,LG光束的平均分类精度为96%,HG光束的平均分类精度为93%.
• 在FSO通信中证明了SBD的方向独立性和广播能力.
• 成功实现了1D SBD,用于1至3个NLOS FSO,减少了计算负载.

结论:

• 使用结构光的斑点式解码是1到3个NLOS FSO通信的可行技术.
• 该方法提供方向独立性和广播能力,克服视线限制.
• 1D SBD为NLOS FSO系统提供了一种高效的方法,减少了计算要求.