無線光副載波調制及大氣影響抑制技術研究.pdf

1、無線光通信結合了光纖通信和微波通信的特點，具有大帶寬、體積小、成本低、安裝方便靈活及抗干擾能力強等優(yōu)點。目前，無線光通信所面臨的關鍵問題是大氣信道對激光傳輸?shù)膰乐赜绊憽o線光副載波調制技術可以有效克服大氣湍流效應，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。本文對副載波強度調制無線光通信(SIM-FSO)系統(tǒng)及其大氣影響抑制關鍵技術展開了研究。
　　 1、詳細研究了激光大氣傳輸機理及其對光通信的影響，建立了三種光信號在大氣傳播時的光起伏統(tǒng)計模型。推導并分

2、析了湍流信道的中斷概率和平均信道容量公式。
　　 2、建立了SIM-FSO系統(tǒng)模型，在不同光強閃爍下對OOK調制誤碼性能進行了研究，分析了OOK調制技術閾值檢測所固有的缺點；推導了幾種副載波調制系統(tǒng)誤碼率公式，并與OOK-FSO系統(tǒng)誤碼性能進行了對比分析，結果表明BPSK是一種有效的克服大氣湍流的調制方法。
　　 3、研究了基于Turbo碼與LDPC碼的無線光通信系統(tǒng)。采用轉移函數(shù)限分析了SIM-FSO系統(tǒng)Turbo碼性

3、能限；研究了LDPC碼的LU編碼和LLR-BP譯碼算法，分別在BPSK-FSO和QPSK-FSO系統(tǒng)中進行了仿真，結果表明在光強閃爍強烈時，引入信道編碼的系統(tǒng)與未編碼系統(tǒng)相比具有較大的編碼增益和低的誤碼率。
　　 4、研究了同態(tài)噪聲抑制和空間接收分集技術。基于解調信號相位失真問題，解相乘同態(tài)系統(tǒng)中的線性濾波器設計為零相位數(shù)字濾波器；對經過大氣信道后的BPSK和4FSK信號分別進行了大氣乘性噪聲抑制仿真，4FSK調制采用了四進制四

4、十四頻制；與傳統(tǒng)數(shù)字濾波器相比該同態(tài)系統(tǒng)具有良好的抗大氣湍流光強起伏性能。研究了等增益、最大比和選擇性三種接收分集合并算法，給出了BPSK-FSO系統(tǒng)分集合并誤碼率公式。仿真結果表明，三種分集合并技術都可以有效地改善系統(tǒng)誤碼性能，具有較強的抗衰落能力；在相同接收天線數(shù)和光強閃爍方差下，三種合并技術中，誤碼率性能改善最優(yōu)的是最大比合并(MRC)，其次是等增益合并(EGC)，而選擇式合并(SelC)較差。
　　 5、針對無線激光通信

5、中的信號衰減和碼間干擾問題，研究了雙模式盲均衡算法和變步長CMA均衡算法，并將其應用于QPSK-FSO系統(tǒng)中；通過均衡前后QPSK信號星座圖和算法MSE曲線對比，可知自適應盲均衡算法能夠有效地抗大氣干擾，降低誤碼率，且變步長CMA算法性能優(yōu)于雙模式盲均衡算法。最后，設計了4FSK和16PSK調制方式的無線光通信系統(tǒng)硬件實驗，完成了4FSK和16PSK調制電路、數(shù)字上變頻電路以及模擬激光調制電路的設計；在室內進行了短距離的SIM-FSO系