大氣湍流及瞄準(zhǔn)誤差對空間光通信系統(tǒng)影響的研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對通信質(zhì)量、速率及容量的需求也隨之上升，自由空間光通信因其通信容量大、體積小、抗干擾能力強(qiáng)等諸多顯著的優(yōu)點得到越來越多的關(guān)注，已然成為國際各國研究的熱點。空間光通信的信道主要為大氣信道，因此湍流的影響必然是影響通信質(zhì)量的重要原因之一，而瞄準(zhǔn)誤差的影響也不容忽視，因此深入研究大氣湍流及瞄準(zhǔn)誤差聯(lián)合效應(yīng)對通信系統(tǒng)的影響具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。本文的研究內(nèi)容如下：
　　（1）概述了自由空間光通信的優(yōu)勢及其研

2、究意義，整理了空間光通信發(fā)展歷程及現(xiàn)階段國內(nèi)外研究動態(tài)和發(fā)展趨勢。概述大氣湍流和瞄準(zhǔn)誤差以及聯(lián)合效應(yīng)的研究意義及國內(nèi)外研究動態(tài)和發(fā)展趨勢。同時介紹了大氣的組成、衰減以及湍流效應(yīng)的理論基礎(chǔ)，并對瞄準(zhǔn)誤差理論進(jìn)行了細(xì)致的描述。
　?。?）給出常用的幾種信道模型概率密度的表達(dá)式；介紹幾種通信系統(tǒng)的調(diào)制方式，并分別給出各個調(diào)制系統(tǒng)的發(fā)射功率、誤時隙率以及誤包率的表達(dá)式。
　　（3）研究了大氣湍流對系統(tǒng)性能的影響。利用MeijerG函

3、數(shù)建立OOK直接探測系統(tǒng)誤碼率、中斷概率及信道容量理論模型，利用Matlab進(jìn)行仿真分析，并對系統(tǒng)性能的影響進(jìn)行總結(jié)。建立相干探測系統(tǒng)誤碼率及信道容量的理論模型，并將其與上述系統(tǒng)進(jìn)行仿真對比，給出最優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計方式。
　?。?）研究大氣湍流及瞄準(zhǔn)誤差聯(lián)合效應(yīng)下的影響。給出聯(lián)合效應(yīng)下信號的概率密度函數(shù)。利用MeijerG函數(shù)建立聯(lián)合效應(yīng)下OOK直接探測系統(tǒng)誤碼率、中斷概率及信道容量的理論模型。利用Matlab進(jìn)行仿真分析，并對系統(tǒng)性能

4、的影響進(jìn)行總結(jié)。
　?。?）給出聯(lián)合效應(yīng)下相干探測系統(tǒng)以及PoLSK鍵控直接探測系統(tǒng)誤碼率及信道容量的理論模型。并將上述OOK直接探測系統(tǒng)、相干探測系統(tǒng)、PoLSK直接探測系統(tǒng)的系統(tǒng)誤碼率及信道容量進(jìn)行仿真對比，分析誤碼率及信道容量之間的差異，給出最優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計方式。
　　（6）將大氣湍流和聯(lián)合效應(yīng)下對OOK鍵控直接探測系統(tǒng)誤碼率和信道容量的影響進(jìn)行仿真對比，得到聯(lián)合效應(yīng)下系統(tǒng)誤碼率比大氣湍流影響下系統(tǒng)誤碼率高，并且信道容量明