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2026年第3期

专题：面向6G的无线光通信
无人机自由空间光通信系统研究进展综述（特邀） AI导读

吴廷伟, 于佳汇, 周伟煜, 赵伦, 王永, 朱睿杰, 杨辉, 郭磊

DOI：10.13756/j.gtxyj.2026.260043

摘要：无人机（UAV）搭载自由空间光（FSO）通信因其高带宽和高安全性，成为空天地海一体化通信体系里关键的研究方向。然而UAV平台机动性强但稳定性有限，光通信链路在大气湍流和指向误差影响下，表现出时变和非平稳特性，严重限制了系统可靠性。文章综述了UAV-FSO通信系统在系统框架、信道特性与衰落建模、指向-捕获-跟踪（PAT）关键技术及典型应用场景等方面的研究进展，重点分析了大气湍流、平台抖动和到达角波动等因素的建模方法及其对链路性能的影响，梳理了预测控制、光机协同补偿和智能跟踪等PAT技术的发展现状，并总结了应急通信、空中协同、远距离回传和高可靠保障等场景下的应用特点。文章归纳了UAV-FSO通信在系统协同优化、复杂环境验证和工程应用方面的挑战，并展望了未来发展方向。
关键词：无人机光通信;自由空间光通信;信道建模;指向-捕获-跟踪

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更新时间：2026-06-15
面向用户移动性的VLC辅助的UAV网络能效优化（特邀） AI导读

贾林琼, 王梓颉, 汤昀霏, 桂林卿

DOI：10.13756/j.gtxyj.2026.260051

摘要：目的在可见光通信（VLC）辅助的无人机（UAV）网络中，为满足地面用户的动态接入，UAV也需进行动态位置调整以保持与地面用户的视距（LoS）连接。因此UAV的有限机载能量需同时用于通信与飞行推进。方法为提升该网络的能效（EE），文章提出了一种针对移动用户的UAV轨迹优化迭代算法。该算法迭代求解UAV最优位置和最优轨迹两个子问题，其中UAV最优位置、用户关联及功率分配可通过软演员-评论家（SAC）算法联合求解；UAV移动至下一个最优位置的轨迹功耗最小化问题可以建模为一个凸问题，并通过优化工具箱求解。结果数值仿真结果验证了SAC算法的收敛性，并给出了网络EE最大化的UAV位置及用户与UAV的关联情况；展示了用户动态移动下通过迭代算法得出的最优轨迹。结论文章所提迭代算法可以有效降低单位时间内VLC辅助的UAV网络的能耗，以此延长UAV的工作时间。
关键词：可见光通信;无人机;能量效率;轨迹优化;软演员-评论家算法

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更新时间：2026-06-15
基于视觉和光电二极管的跟瞄方法对比（特邀） AI导读

刘嘉树, 刘远博, 朱秉诚

DOI：10.13756/j.gtxyj.2026.260052

摘要：目的现有的自由空间光通信系统普遍基于相机或光电二极管（PD），但对于这两类传感器的定量建模研究和联合讨论较少，且对于高动态场景下这两种传感器在响应速度与跟踪精度的具体差异研究不足，也缺乏基于实验数据的量化对比。方法基于这些问题，文章首先建立了相机的激光光斑采样模型和光电探测器光强分布与光斑位置信息的映射模型。随后，分别设计了适用于相机和4象限光电探测器（QPD）的跟瞄算法，并设计了一种由中心QPD与外围8个PD组成的复合光电探测器以解决PD装置视场受限的问题。最后，基于跟瞄算法生成的控制信号，搭建了针对高动态场景的硬件实验平台并进行了跟瞄实验。结果实验结果表明：相机跟瞄系统能够捕获约10°范围内的目标，对于初始偏差约为3°的目标收敛时间约为10 s，具备大视场广覆盖能力；而复合光电探测器能捕获约2°范围内光斑，对于初始偏差约为1°的目标收敛时间约为1 s，展现出高速率的优势。结论研究从理论和实验两方面证实了相机跟瞄系统与PD跟瞄系统的互补特性，说明了视觉粗捕获与光电精跟踪在实际工程中的必要性，为构建高鲁棒性的空地光链路提供了理论基础和实验数据。
关键词：自由空间光通信;光跟瞄;视觉伺服;光电定位;比例-积分-微分控制

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更新时间：2026-06-15
专题：2025全国硕博士光通信菁英论坛
基于SCKF及子带处理的PCS系统偏振损伤均衡（特邀） AI导读

乔京帅, 许恒迎, 白成林, 许雅云, 刘红, 刘婷

DOI：10.13756/j.gtxyj.2026.260017

摘要：目的为了解决极端雷暴场景下快速偏振态旋转（RSOP）及偏振模色散（PMD）导致的传统多模算法（MMA）失效的问题，并缓解当前卡尔曼偏振损伤均衡方案复杂度较高，不利于实际应用的局限性，文章提出了一种适用于概率星座整形（PCS）正交幅度调制（QAM）偏振复用（PDM）系统的低复杂度平方根容积卡尔曼滤波（SCKF）及子带处理的两阶段偏振损伤均衡方案。方法文章所提方案创新性地融合了低复杂度SCKF与子带处理机制：第1阶段采用大步长更新策略，结合PCS信号的统计特性与最优阈值判决设计概率感知新息来构建滑窗式SCKF，实现对超快RSOP与PMD的初步均衡；第2阶段引入子带处理技术，将全带信号通过分析滤波器组分解为多个子带信号，进行并行低抽头数最小均方（LMS）算法均衡，以补偿残余偏振损伤与符号间干扰（ISI），最后经过合成滤波器组重构信号，完成偏振损伤均衡。结果32 GBaud PDM-PCS-64QAM系统的仿真结果表明，在信源熵为4.5和5.0 bits/symbol时，此方案可分别有效均衡RSOP=18 Mrad/s与差分群时延（DGD）为30 ps、RSOP=13 Mrad/s与DGD=30 ps的联合损伤，其均衡性能与传统SCKF方案相当；在信源熵为5.5 bits/symbol时仍能处理RSOP=5 Mrad/s与DGD=30 ps的联合损伤，均衡性能优于对比方案。此外，文章所提方案的计算复杂度仅为传统SCKF方案的62.19%，并且在不同信源熵条件下光信噪比（OSNR）代价降低了1.5 dB以上。结论综上所述，文章所提方案在显著降低复杂度的同时，保持了优异的偏振损伤联合均衡能力与抗噪性能，为极端场景下的偏振损伤均衡提供了一种可靠的解决方案。
关键词：平方根容积卡尔曼滤波;概率星座整形;子带处理;最小均方算法

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更新时间：2026-06-15