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文檔簡介
1、自由空間光通信利用調(diào)制激光束通過自由空間或大氣發(fā)送信息。自由空間光通信被視為能滿足日益增加的高數(shù)據(jù)速率傳輸需求的下一代技術(shù),如果應(yīng)用到混合光纖和射頻通信網(wǎng)絡(luò),其在重量、功率和容量方面較之射頻系統(tǒng)的優(yōu)勢將非常突出。近三十年來,已經(jīng)在各種不同的平臺之間,如衛(wèi)星、車輛、輪船、飛機(jī)、高空氣球和光學(xué)地面站等,進(jìn)行了廣泛的自由空間光通信系統(tǒng)試驗(yàn)。自由空間光通信系統(tǒng)研究的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)可靠的通信鏈接,通過大氣、太空和地面自由空間光通信骨干光纜,建立一
2、個高速、不受射頻干擾的、全光的無線光網(wǎng)絡(luò)。 自由空間光通信系統(tǒng)(FSO:Free space optics)結(jié)合了光纖通信和無線通信的優(yōu)點(diǎn)。隨著人們對空間光通信傳輸碼率高、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、體積小、重量輕等一系列優(yōu)點(diǎn)認(rèn)識之后,空間光通信的應(yīng)用成為了通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),并逐漸向工程化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的自由空間光通信系統(tǒng)基于強(qiáng)度調(diào)制和直接檢測(IM/DD:intensity modulation and direct d
3、etection)的調(diào)制解調(diào)方案。這種方案歷史悠久,但是近年來,將光的相干探測技術(shù)整合到自由空間光通信系統(tǒng),成為了研究的熱點(diǎn)。這種技術(shù)具有不少優(yōu)勢,其中最突出的優(yōu)勢體現(xiàn)在接收靈敏度上,這是通信系統(tǒng)的一個重要性能指標(biāo),尤其是在自由空間光通信系統(tǒng)中。但相干激光通信系統(tǒng)具有很多關(guān)鍵技術(shù)和問題需要解決,其中,光學(xué)鎖相環(huán)技術(shù)(OPLL:Optical Phase Locked Loop)就是一項(xiàng)核心關(guān)鍵問題。 本文基于空間相干光通信的基本
4、理論和數(shù)學(xué)模型,深入分析了通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)(光調(diào)制調(diào)解技術(shù)、空間相干技術(shù)、光學(xué)鎖相環(huán)技術(shù)),重點(diǎn)討論了光鎖相環(huán)技術(shù)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn),并且探討了各種系統(tǒng)噪聲和光鎖相環(huán)性能參數(shù)對光相干接收機(jī)性能的影響,尤其是對光零差探測接收性能的影響。設(shè)計了一種二進(jìn)制相移鍵控(BPSK:Binary Phase Shift Keying)調(diào)制/零差探測的光相干系統(tǒng),進(jìn)行了模塊級仿真實(shí)驗(yàn)。建立了星間相干光通信的鏈路方程,提出了系統(tǒng)方案的初步設(shè)想、總體思路和主
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