无线光通信系统接收端抑制光强起伏方法研究

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随着科学技术的发展以及无线光通信相适应的光电设备逐渐成熟,无线光通信再度成了研究的热点。但是当激光通过大气湍流信道时将产生光强起伏等现象,严重的影响了通信质量。本论文主要对接收端抑制光强起伏的方法进行研究。  首先从单孔径的角度考虑,使用孔径平滑的方法对接收端抑制光强起伏进行了研究。基于Kolmogorov谱、修正Andrews谱和ITU模型分别对弱湍流、整个湍流区域和空-地斜程链路的孔径平滑因子进行了讨论,并建立整个湍流区域的孔径平滑因子与有效信噪比和误码率的关系,通过数值仿真,结果表明随着孔径的增大,有效信噪比和误码率均出现饱和现象,此结果为设计最优接收孔径尺寸提供了理论依据。最后利用 Negev地区的大气结构常数的实验数据,设计出了此实验数据下的最优接收孔径尺寸。  然后从多孔径的角度考虑,使用空间分集接收的方法对接收端抑制光强起伏进行了研究。基于Nabidpour简化模型分析了单孔径接收和最优合并分集接收误码率的理论,并对不同湍流、不同孔径数和不同传输距离下最优合并分集接收的误码率进行了数值仿真,结果表明增加孔径数,采用长波长发射,可以有效降低系统误码率,并对空间分集接收孔径的分布进行了研究。  最后通过对光学天线的选型,计算接收天线的外形尺寸,并考虑杂散光的影响,设计出了一种较为完善的接收光学系统。  本文的研究成果对无线光通信系统接收端的设计具有重要的指导意义和参考价值。
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