无线光通信的降冗余协作传输系统结构设计与仿真

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无线光通信技术主要包含室内和室外两种模式。室外无线光通信技术又称为自由空间光通信技术,结合了无线通信和光纤通信的诸多优点,实现了灵活的网络集成,对下一代通信网络的建设具有重要的研究意义。协作自由空间光通信技术是在自由空间光通信技术基础上引入适合的中继节点进行协作传输,构造多发多收的结构利用分集增益来对抗大气衰减和湍流对通信过程带来的影响。目前的协作自由空间光通信技术每条链路均传输相同的信息,通过在接收端进行信号合并提高传输质量,然而这会造成大量的信息和链路冗余。为解决协作自由空间光通信的冗余问题,本文的主要工作如下:在降冗余思路上提出了基于异步信息传输的协作自由空间光传输系统模型,打破了基于同步传输的传统协作自由空间光通信每条链路传输相同信息的系统结构,使每条链路传输不同的信息。该系统中源节点可以向目的节点和中继节点同时发送不同的数据,经由中继节点转发后的信号到达接收端后,为了恢复不同链路的数据,分别提出了基于电域组合和基于光域组合的两种方法:1.为了在电域实现对不同链路数据恢复,我们在接收端将光信号先各自光电转换成电信号,对信号进行组合后再平方处理,通过自适应滤波器得到符合自由度为1的卡方分布信号,最后结合相关组合后的信号进行联合抽样判决,实现对不同信号的还原,在提高系统传输速率的同时有效避免了对信号同步的需求。2.为了在光域实现对不同链路数据恢复,我们在发射端先将两个不同的信号进行同或处理后在马赫曾德尔调制器的相位调制模式下对光信号进行光场调制;接收端利用3d B耦合器结合相移器实现信号的组合,采用平衡探测器的结构使系统性能进一步提升,最后各自抽样判决实现对不同信号的还原,有效的提高了信道利用率和数据传输效率。相比于电域组合,光域组合在结构上更复杂,对光信号的处理上也较难,但判决算法上更简易。
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