【摘要】：無線光通信(Wireless Optical Communication,WOC)是以激光束作為光載波,在自由空間傳輸信息的無線寬帶通信技術。無線光通信中副載波調(diào)制可以有效的抑制大氣湍流效應,但是系統(tǒng)接收端電解調(diào)模塊中的相位噪聲會導致系統(tǒng)性能劣化。研究無線光副載波多進制相移鍵控系統(tǒng)在湍流信道下受相位噪聲影響的系統(tǒng)性能,為相位噪聲估計與補償提供了一定的理論依據(jù)。本文的主要內(nèi)容包括:1.基于Tikhonov分布相位噪聲模型,結合第一類貝塞爾函數(shù)性質(zhì)推導了該模型概率密度函數(shù)的傅里葉級數(shù)表達式。在不同的相位噪聲偏差下,分析對比了 Tikhonov相位噪聲概率密度函數(shù)曲線與高斯分布概率密度函數(shù)曲線的特性。2.依據(jù)Born擾動理論,重點研究了Malaga大氣湍流信道,給出了采用Malaga大氣湍流概率密度函數(shù)表征Rice-Nakagami、Lognormal分布、雙Gamma分布和K分布湍流信道時的參數(shù)設置,仿真對比了 Malaga大氣湍流信道從K分布過渡到雙Gamma分布時光強概率密度函數(shù)的變化曲線。3.結合傅里葉級數(shù)及MeijerG函數(shù)性質(zhì),獲得Malaga湍流模型瞬時信噪比的概率密度函數(shù),在Malaga湍流信道下推導了無線光副載波調(diào)制系統(tǒng)接收信號相位的傅里葉級數(shù)以及相位噪聲影響下多進制相移鍵控(Multi-ary phase shift keying,MPSK)調(diào)制系統(tǒng)誤符號率漸近表達式,分析了在不同調(diào)制階數(shù)和光強起伏方差下相位噪聲對系統(tǒng)誤符號率的影響。推導了Tikhonov分布相位噪聲模型的截斷誤差表達式,以及無線光副載波MPSK調(diào)制系統(tǒng)誤符號率的截斷誤差表達式,分析了截斷項數(shù)對無線光副載波調(diào)制系統(tǒng)誤符號率的影響。4.研究了基于卡爾曼濾波和擴展卡爾曼濾波的副載波正交相移鍵控(Quadrature phase shift keying,QPSK)調(diào)制系統(tǒng)相位噪聲估計和補償技術。在Lognormal大氣湍流信道下,給出了接收端卡爾曼濾波和擴展卡爾曼濾波對相位噪聲估計和補償?shù)乃惴鞒�。通過仿對采用兩種濾波算法進行相位估計和補償后的系統(tǒng)性能進行了對比分析。研究結果表明:當相位噪聲較小時,無線光副載波MPSK調(diào)制系統(tǒng)誤符號率隨著光強起伏方差增大而增大,相位噪聲較大時,誤符號率平層的出現(xiàn)受調(diào)制階數(shù)的影響大于受湍流強度的影響,且隨著調(diào)制階數(shù)的升高,平層出現(xiàn)時所對應的平均電信噪比越低。最后,在湍流信道下使用卡爾曼和擴展卡爾曼濾波算法均能使受相位噪聲影響而偏移的QPSK星座圖中的相位點回到它們原本所處的判決區(qū)域內(nèi),補償相位噪聲帶來的影響。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1

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