面向6G新一代通信网络海量连接发展需求，中国科学院西安光机所光子网络技术研究室谢小平、汪伟研究员团队，围绕无线光通信多用户实时接入、高可靠信号检测两大核心难题开展攻关，相关成果发表于Chinese Optics Letters和Optics Express。论文第一作者均为中国科学院西安光机所博士生姚斌，通讯作者为谢小平研究员和高铎瑞副研究员。

随着“十五五”规划纲要与“六张网”新型基础设施布局深入推进，6G 技术与新一代通信网络建设已上升为未来产业与现代化基础设施的战略重点。面向海量终端互联的产业需求，传统射频通信受频谱资源限制，容量瓶颈日益凸显。

无线光通信凭借丰富的免授权光频谱资源，成为突破传统通信容量上限的重要前沿方向；而多用户接入技术直接决定系统连接密度、频谱利用效率与服务质量，是无线光通信从单链路性能验证走向规模化组网应用的核心卡点。研究团队聚焦多用户光接入的需求，围绕多用户实时接入机制与高可靠信号检测展开系统性研究。

01 构建面向实际业务的多用户实时通信系统

针对当前领域研究多聚焦离线数据处理、对实时传输与网络协议兼容等工程化需求支撑不足的问题，研究团队构建了覆盖信号传输到业务承载的近红外光无线通信平台，实现了两个用户从物理链路到业务演示的系统级验证。

该系统将850 nm近红外LED阵列作为发射光源，以FPGA为实时处理核心，完成数据封装与解析、信号调制解调、时钟同步、纠错编解码和链路监测等功能；同时接入TCP/IP协议，使其能够与现有计算机网络兼容，并具备光路短暂遮挡后的自动重连能力，保障传输业务的连续性。

图1. 全双工无线光通信系统终端结构及原理图。（a）用户终端外观示意图；（b）终端内部结构示意图；（c）终端离散模块示意图；（d）系统原理图

为提高弱信号条件下的通信可靠性，团队采用里德-所罗门纠错编码和基于比较器的判决方法，使系统误码率降低3至6个数量级。实验结果表明，系统支持双用户33Mbps @ 5m全双工实时视频传输，并实现25Mbps @ 20m点对点通信。加装光学透镜降低传输损耗后，系统性能可以提高至33Mbps @ 80m，误码率仍低于3.8×10-3的前向纠错阈值。

图2. 实验结果。（a）距离5 m时通信性能；（b）无透镜时通信性能；（c）接收灵敏度；（d）加入透镜后通信性能

姚斌介绍：“近红外光通信就像在室内铺设了一条人眼看不见的‘光路’。单用户通信好比一根无形的网线，只能点对点连接一台终端；多用户接入则相当于把这根网线升级为‘光路由器’，让一个光接入点同时开通多条通道，为多台设备分别收发数据。”

该研究推动了室内光无线通信由离线验证向全双工实时通信的发展，为未来LiFi网络和6G室内多用户光接入场景提供了可落地的实用化技术方案。

相关成果以“Real-time near-infrared optical wireless communication system for indoor multi-user access”为题发表于Chinese Optics Letters，封面文章（2026）。

02 面向多用户的非正交多址接入信号智能解调方法

非正交多址接入（NOMA）技术通过功率域复用，使多个用户能够共享相同的时频资源，可有效提高通信系统的频谱效率。然而，传统接收机通常采用串行干扰消除（SIC）算法依次解调不同用户信号，一旦前级信号判决出现错误，误差便会向后传播。同时，光信号还会受到器件特性和码间干扰的影响，这会进一步增加信号解调难度。

针对上述问题，研究团队提出一种基于符号感知时域多尺度门控网络（STMG-Net）的智能联合解调方法。该方法将多尺度局部特征提取与符号级时序建模相结合，使网络模型能够从畸变接收波形中捕获可区分的信号特征，并通过多用户联合判决的方式解调各用户的原始比特信息，无需进行信道估计和显式干扰消除，有效提高了解调精度。

图3. STMG-Net网络框架

实验结果表明，在0.6 Gbps至1.2 Gbps的传输速率和2:1至5:1的不同功率分配系数条件下，STMG-Net的性能均优于传统SIC和K-means方法，误码率可以降低两个数量级，两个用户均可在1.2 Gbps速率下实现可靠传输。该方法有效提升了接收灵敏度，在7%开销硬判决前向纠错门限下，用户1的接收灵敏度为 -22.8 dBm，较SIC方法提升3.9 dB；用户2的接收灵敏度为 -18.4 dBm，较SIC方法提升超过5 dB。消融实验进一步证明，在没有显著增加模型参数规模的情况下实现了解调精度与计算复杂度的良好平衡。

图4. 接收波形可视化特征与实验结果

“非正交多址接入好比让多个用户的包裹共用一条传送带，传统SIC方法要按顺序逐个分拣，前一步出错还会影响后续。我们提出的STMG-Net模型则像一个能够结合细节特征和上下文进行判断的‘智能分拣机’，能从混合信号中一次性准确识别并还原各个用户数据。”姚斌介绍道。

该研究为多用户光信号检测提供了全新技术路径，具备较强的场景通用性，未来可拓展应用于水下光通信、大气湍流光通信、光纤通信等多个领域，为构建多用户光接入系统提供技术支撑。

相关成果以“Symbol-aware temporal multi-scale gated network for joint demodulation of NOMA signals in visible light communication systems” 为题发表于Optics Express（2026）。