無線光通信大氣信道影響抑制技術(shù)的研究.pdf

1、近地?zé)o線光通信利用光束通過大氣空間來傳送信號，這種技術(shù)能在短距離內(nèi)以非常靈活的無線方式，并且以比現(xiàn)有系統(tǒng)低很多的投資成本，獲得很大的傳送容量，是一種非常好的通信選擇。然而，大氣是一種隨機(jī)信道，其對光信號的影響會嚴(yán)重降低系統(tǒng)的性能。在以往的微波通信中人們已經(jīng)研究了一些技術(shù)來提高無線通信系統(tǒng)的可靠性，例如，調(diào)制技術(shù)、放大技術(shù)、分集技術(shù)、中繼技術(shù)等等。現(xiàn)在這些技術(shù)正在逐漸被借鑒到無線光通信系統(tǒng)中去。
　　目前本人所在的實(shí)驗(yàn)小組自主設(shè)計(jì)研

2、發(fā)了一套無線光通信系統(tǒng)，需要對這些抑制大氣信道影響、改善系統(tǒng)性能的技術(shù)進(jìn)行研究，用以改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)室所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，提高系統(tǒng)誤碼率。
　　本文首先研究了基于圓偏振位移鍵控(CPolSK)調(diào)制的無線光通信系統(tǒng)，研究了圓偏振位移鍵控調(diào)制的原理，并對幾種常用的調(diào)制技術(shù)的性能進(jìn)行了數(shù)值分析。重點(diǎn)通過仿真對比分析了CPolSK調(diào)制系統(tǒng)與OOK調(diào)制系統(tǒng)的性能，結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)搭建的基于CPolSK調(diào)制的系統(tǒng)得到的眼圖質(zhì)量要比OOK調(diào)制系統(tǒng)的眼

3、圖質(zhì)量好；并且誤碼特性有明顯優(yōu)勢，最小 BER降低了4個(gè)數(shù)量級；在靈敏度上，CPolSK調(diào)制系統(tǒng)也優(yōu)于OOK調(diào)制系統(tǒng)，其對發(fā)射功率的需求降低了約0.72 mw。本實(shí)驗(yàn)小組也已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了CPolSK調(diào)制系統(tǒng)比OOK調(diào)制系統(tǒng)的性能更優(yōu)越。
　　接下來本文研究了加入光放大器的無線光通信系統(tǒng)，重點(diǎn)對發(fā)射端光放大與接收端光放大兩種情況下無線光通信系統(tǒng)的傳輸距離、鏈路冗余度與誤碼率等性能進(jìn)行了仿真研究。結(jié)果表明，發(fā)射端光放大的系統(tǒng)比接收

4、端光放大的系統(tǒng)的有效傳輸距離和鏈路冗余度都有很大程度的提升；并且，在同樣的條件下，采用發(fā)射端光放大的系統(tǒng)的眼圖細(xì)而清晰，而采用接收端光放大的系統(tǒng)的眼圖雜亂；信噪比計(jì)算結(jié)果顯示，發(fā)射端光放大系統(tǒng)的信噪比遠(yuǎn)大于接收端光放大系統(tǒng)，這也解釋了為什么兩個(gè)系統(tǒng)性能上有很大的差異。
　　最后，本文提出了一種基于望遠(yuǎn)鏡陣列的空間分集接收方法，并結(jié)合光學(xué)自適應(yīng)控制技術(shù)進(jìn)一步提出了基于光信號振幅和相位自適應(yīng)控制的望遠(yuǎn)鏡陣列接收方法，通過仿真分析，驗(yàn)證