傳統(tǒng)的無線光通信系統(tǒng)中,接收端探測器工作在模擬方式,將光信號轉(zhuǎn)換成電流信號,由于接收靈敏度低的缺點,使得遠距離無線光通信鏈路易中斷、誤碼率高、突發(fā)錯誤多。近年來,為了實現(xiàn)遠距離無線光通信,具有單光子限靈敏的單光子探測器被研究用于檢測接收端光信號,當被調(diào)制的光波信號入射到單光子探測器后,探測器輸出離散的單光子脈沖序列。由于光子的量子效應和光子被探測到的隨機過程,離散單光子脈沖的隨機性引起的符號刪除的概率占大多數(shù),而由暗計數(shù)脈沖和背景光脈沖引起的符號錯誤非常少。本文圍繞遠距離光子計數(shù)無線通信具有的刪除信道的特點,研究從離散單光子脈沖序列中提取同步信號及比特信息的方法,在這基礎之上研究適用于弱鏈路光子計數(shù)無線光通信特點的糾錯編碼方法。主要研究內(nèi)容及成果如下:1.在已搭建的弱鏈路光子計數(shù)無線光通信系統(tǒng)的基礎上,綜合光源發(fā)射的光子泊松統(tǒng)計分布,水下傳播特性、單光子探測泊松隨機過程三個方面,建立了基于雙隨機泊松點過程的通信模型。理論推導了時隙內(nèi)光子數(shù)、噪聲光子和信號解調(diào)參數(shù)對誤碼率的影響,并采用蒙特卡羅的方法進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明基于時隙內(nèi)光子計數(shù)時的信號解調(diào)方法優(yōu)于基于相鄰光子時間測量的解... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光子計數(shù)通信原理圖

第 2 章 弱鏈路水下光子計數(shù)無線光通信系統(tǒng)和信道模型成。發(fā)送端由 PC、FPGA 集成發(fā)送端、LED、光闌、衰減片，以及聚焦透鏡構(gòu)成。接收端主要包含聚焦透鏡、單光子探測器、FPGA 集成接收端以及 PC。該實驗系統(tǒng)的通信過程為 FPGA 集成發(fā)送端將待發(fā)送數(shù)據(jù)（如音頻、視頻、圖片、二進制隨機源信號）經(jīng)編碼調(diào)制后驅(qū)動 LED 燈閃爍，基帶信息比特為“1”意味LED 燈亮，基帶信息比特為“0”意味 LED 燈滅。聚焦透鏡用于匯聚光信號，通過調(diào)整光闌或增減衰減片的個數(shù)來調(diào)節(jié)光強變化。光信號經(jīng)模擬水下通信環(huán)境的水箱到達接收端，極微弱的光經(jīng)聚焦透鏡聚束入射到單光子探測器中，探測器輸出離散的單光子脈沖序列后，經(jīng) FPGA 集成接收端解調(diào)和譯碼后還原發(fā)送數(shù)據(jù)�；谠摲桨复罱ǖ膶嵨飯D如圖 2.3 所示。

第 2 章 弱鏈路水下光子計數(shù)無線光通信系統(tǒng)和信道模型送端由 PC、FPGA 集成發(fā)送端、LED、光闌、衰減片，以及聚焦收端主要包含聚焦透鏡、單光子探測器、FPGA 集成接收端以及統(tǒng)的通信過程為 FPGA 集成發(fā)送端將待發(fā)送數(shù)據(jù)（如音頻、視頻隨機源信號）經(jīng)編碼調(diào)制后驅(qū)動 LED 燈閃爍，基帶信息比特為亮，基帶信息比特為“0”意味 LED 燈滅。聚焦透鏡用于匯聚光信光闌或增減衰減片的個數(shù)來調(diào)節(jié)光強變化。光信號經(jīng)模擬水下通到達接收端，極微弱的光經(jīng)聚焦透鏡聚束入射到單光子探測器中離散的單光子脈沖序列后，經(jīng) FPGA 集成接收端解調(diào)和譯碼后還基于該方案搭建的實物圖如圖 2.3 所示。圖 2.2 弱鏈路水下光子計數(shù)無線通信系統(tǒng)方案

【參考文獻】：
期刊論文
[1]深空通信的級聯(lián)碼方案研究[J]. 張勛,曹陽,彭小峰,任發(fā)韜,陳果,羅運桓.  高技術(shù)通訊. 2018(02)
[2]基于超導納米線單光子探測器深空激光通信模型及誤碼率研究[J]. 閆夏超,朱江,張蠟寶,邢強林,陳亞軍,朱宏權(quán),李艦艇,康琳,陳健,吳培亨.  物理學報. 2017(19)
[3]無線傳輸中短碼長噴泉碼的度分布優(yōu)化算法[J]. 李杰.  電訊技術(shù). 2016(08)
[4]面向水下應用的改進型光子計數(shù)通信方法[J]. 韓彪,趙衛(wèi),汪偉,蘇玉龍,劉繼芳.  光學學報. 2016(08)
[5]一種多進制噴泉碼短碼的編譯碼方法[J]. 陳莉華.  無線互聯(lián)科技. 2016(10)
[6]一種改進的基于部分信息噴泉碼度分布設計[J]. 牛芳琳,李寶明,陳付亮,王洪玉,祝開艷.  電子學報. 2016(02)
[7]一種分布式噴泉碼在協(xié)作通信中的應用[J]. 祝開艷,王洪玉,孫文珠,牛芳琳.  電子學報. 2014(07)
[8]具有檢錯容錯能力的LT碼編譯碼算法[J]. 邢艷玲,裴玉奎,葛寧.  清華大學學報(自然科學版). 2013(07)
[9]基于X射線的空間語音通信系統(tǒng)[J]. 鄧寧勤,趙寶升,盛立志,鄢秋榮,楊顥,劉舵.  物理學報. 2013(06)
[10]開關度分布:一種改進的LT數(shù)字噴泉編碼度分布[J]. 雷維嘉,劉慧鋒,謝顯中.  重慶郵電大學學報(自然科學版). 2012(01)

博士論文
[1]噴泉碼編譯碼技術(shù)與應用研究[D]. 朱宏杰.清華大學 2009

碩士論文
[1]X射線空間通信誤碼率研究[D]. 王律強.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2015
[2]光探測器等效電路模型的建立與參數(shù)提取[D]. 許文彪.電子科技大學 2011
[3]LDPC碼編譯碼算法研究[D]. 甘毅.南京理工大學 2010
[4]LDPC碼實現(xiàn)及并行級聯(lián)碼研究[D]. 蒲旭.電子科技大學 2009
[5]數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)中LDPC信道編碼的應用開發(fā)[D]. 王玲.東南大學 2006



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