MIMO-OAM空間光通信信道的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-04-20 20:27
隨著信息化和數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的不斷擴(kuò)展和深入,無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的容量、速率、安全性方面的限制已成為信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸,研究人員提出了自由空間光通信(FSO)系統(tǒng)作為應(yīng)對(duì)方案之一,并迅速成為研究熱點(diǎn)。近年來(lái),攜帶軌道角動(dòng)量(Orbital Angular Momentum,OAM)的渦旋光束作為光信號(hào)載波因具有抗湍流特性及OAM復(fù)用能力,在FSO系統(tǒng)中有非常巨大的應(yīng)用潛力。因此,越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始關(guān)注利用渦旋光束作為載波傳輸數(shù)據(jù)的通信技術(shù),然而在大氣信道中傳輸?shù)臏u旋光束信號(hào)極易受到干擾,嚴(yán)重的限制了OAM FSO系統(tǒng)的傳輸性能和可靠性。為了削弱大氣信道對(duì)光信號(hào)的干擾并提升系統(tǒng)的性能,我們對(duì)OAM在大氣中傳輸?shù)男诺肋M(jìn)行研究。采用基于Von Karman湍流功率譜模型的隨機(jī)相位屏法對(duì)大氣湍流進(jìn)行模擬,使用仿真的方法對(duì)渦旋光束在大氣信道中的傳輸特性進(jìn)行研究,并采用閃爍指數(shù)作為衡量光信號(hào)能量波動(dòng)(即大氣湍流信道好壞)指標(biāo)。首先,研究了孔徑平均效應(yīng)對(duì)抗OAM FSO信道衰落,根據(jù)光波傳輸仿真的結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)在不同湍流強(qiáng)度、不同傳輸距離、不同渦旋光束類(lèi)型和不同拓?fù)浜蓴?shù)情況下,孔徑平均效應(yīng)對(duì)渦旋光...
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景
1.1.1 渦旋光束研究動(dòng)態(tài)
1.1.2 大氣湍流的研究動(dòng)態(tài)
1.1.3 MIMO-OAM通信的研究動(dòng)態(tài)
1.2 本論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
1.2.1 論文主要內(nèi)容
1.2.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 空間光信道分析基礎(chǔ)理論
2.1 大氣湍流統(tǒng)計(jì)模型
2.1.1 大氣湍流模型的發(fā)展
2.1.2 大氣湍流理論模型
2.1.3 大氣湍流的計(jì)算機(jī)模擬
2.2 軌道角動(dòng)量與渦旋光束
2.2.1 軌道角動(dòng)量
2.2.2 攜帶軌道角動(dòng)量的渦旋光束
2.2.3 閃爍指數(shù)與孔徑均衡效應(yīng)
2.3 大氣湍流中的光波傳輸仿真
2.3.1 大氣湍流中的渦旋光束
2.3.2 渦旋光束的閃爍指數(shù)
2.4 本章小結(jié)
第3章 空間分集技術(shù)與傾斜相位補(bǔ)償
3.1 空間分集技術(shù)
3.1.1 多發(fā)射天線的空間分集配置
3.1.2 空間分集提升抗湍流性能的理論驗(yàn)證
3.1.3 空間分集對(duì)閃爍指數(shù)的影響
3.2 OAM的串?dāng)_分布
3.2.1 OAM信道串?dāng)_的定義
3.2.2 不同條件下的OAM信道串?dāng)_分布
3.3 多光束傾斜引入串?dāng)_
3.3.1 傾斜光束的相位分布
3.3.2 傾斜相位補(bǔ)償后的串?dāng)_分布
3.4 本章小結(jié)
第4章 OAM復(fù)用與調(diào)制信道內(nèi)拓?fù)浜蓴?shù)的檢測(cè)
4.1 拓?fù)浜蓴?shù)的檢測(cè)方法概述
4.1.1 基于光束干涉的拓?fù)浜蓴?shù)檢測(cè)方法
4.1.2 全息相位屏法
4.2 基于串?dāng)_分布統(tǒng)計(jì)特性的拓?fù)浜蓴?shù)檢測(cè)
4.2.1 拓?fù)浜蓴?shù)檢測(cè)算法流程
4.2.2 串?dāng)_相似度的PDF與檢測(cè)門(mén)限
4.3 檢測(cè)性能分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
本文編號(hào):3646603
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景
1.1.1 渦旋光束研究動(dòng)態(tài)
1.1.2 大氣湍流的研究動(dòng)態(tài)
1.1.3 MIMO-OAM通信的研究動(dòng)態(tài)
1.2 本論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
1.2.1 論文主要內(nèi)容
1.2.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 空間光信道分析基礎(chǔ)理論
2.1 大氣湍流統(tǒng)計(jì)模型
2.1.1 大氣湍流模型的發(fā)展
2.1.2 大氣湍流理論模型
2.1.3 大氣湍流的計(jì)算機(jī)模擬
2.2 軌道角動(dòng)量與渦旋光束
2.2.1 軌道角動(dòng)量
2.2.2 攜帶軌道角動(dòng)量的渦旋光束
2.2.3 閃爍指數(shù)與孔徑均衡效應(yīng)
2.3 大氣湍流中的光波傳輸仿真
2.3.1 大氣湍流中的渦旋光束
2.3.2 渦旋光束的閃爍指數(shù)
2.4 本章小結(jié)
第3章 空間分集技術(shù)與傾斜相位補(bǔ)償
3.1 空間分集技術(shù)
3.1.1 多發(fā)射天線的空間分集配置
3.1.2 空間分集提升抗湍流性能的理論驗(yàn)證
3.1.3 空間分集對(duì)閃爍指數(shù)的影響
3.2 OAM的串?dāng)_分布
3.2.1 OAM信道串?dāng)_的定義
3.2.2 不同條件下的OAM信道串?dāng)_分布
3.3 多光束傾斜引入串?dāng)_
3.3.1 傾斜光束的相位分布
3.3.2 傾斜相位補(bǔ)償后的串?dāng)_分布
3.4 本章小結(jié)
第4章 OAM復(fù)用與調(diào)制信道內(nèi)拓?fù)浜蓴?shù)的檢測(cè)
4.1 拓?fù)浜蓴?shù)的檢測(cè)方法概述
4.1.1 基于光束干涉的拓?fù)浜蓴?shù)檢測(cè)方法
4.1.2 全息相位屏法
4.2 基于串?dāng)_分布統(tǒng)計(jì)特性的拓?fù)浜蓴?shù)檢測(cè)
4.2.1 拓?fù)浜蓴?shù)檢測(cè)算法流程
4.2.2 串?dāng)_相似度的PDF與檢測(cè)門(mén)限
4.3 檢測(cè)性能分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
本文編號(hào):3646603
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