本文關(guān)鍵詞：DAML相位估計(jì)在空間相干光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

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【摘要】：空間相干光通信因具備接收靈敏度高、能夠克服背景噪聲、頻譜利用率高等優(yōu)點(diǎn),在高速率、遠(yuǎn)距離、大容量數(shù)據(jù)通信上更具優(yōu)勢(shì),是目前FSO通信的主要研究方向。然而激光信號(hào)經(jīng)過(guò)大氣信道時(shí)會(huì)受到大氣湍流引起的光強(qiáng)閃爍和波前相位擾動(dòng)的影響,以及霧霾、雨、雪等天氣狀況下衰減效應(yīng)的影響。相比于IM/DD系統(tǒng),空間相干光通信系統(tǒng)的性能受鏈路衰減的影響較小,但明顯受到湍流相位噪聲的限制。因此將成熟應(yīng)用于光纖相干光通信的DSP相位估計(jì)技術(shù)擴(kuò)展到FSO通信領(lǐng)域,對(duì)FSO通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有重要意義。此外,綜合分析大氣湍流光強(qiáng)閃爍、相位波動(dòng)以及各種天氣狀況對(duì)空間相干光通信系統(tǒng)的影響十分必要。本文首先在深入研究大氣湍流相位波動(dòng)、光強(qiáng)波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)特性,以及霧霾、雨、雪天氣信道衰減特性的基礎(chǔ)上,建立了相對(duì)普適的大氣信道模型。接著在此大氣信道中,建立了基于DSP相位估計(jì)的空間相干光通信系統(tǒng)理論模型。其次,由于傳統(tǒng)的光鎖相環(huán)和自適應(yīng)光學(xué)模式相位補(bǔ)償技術(shù)都存在一定的局限性,本文基于湍流相位波動(dòng)和激光器相位噪聲的緩變特性,引入了兩種DSP相位估計(jì)技術(shù):M次冪算法和DAML算法。然后研究了在大氣湍流、激光器相位噪聲以及各種天氣狀況影響下DAML算法的相位估計(jì)性能,同時(shí)推導(dǎo)了基于DAML相位估計(jì)的DQPSK信號(hào)的誤碼率公式。最后本文進(jìn)行了一系列的蒙特-卡洛仿真。本文首先仿真分析了湍流強(qiáng)度和激光器線寬對(duì)DAML和M次冪相位估計(jì)系統(tǒng)誤碼性能的影響。然后在考慮大氣湍流的基礎(chǔ)上,分別仿真分析了DAML系統(tǒng)在霧霾、雨、雪天氣的誤碼性能、傳輸距離限制和波長(zhǎng)選擇特性。仿真結(jié)果表明:湍流相位波動(dòng)造成的系統(tǒng)信噪比損傷小于0.1dB;DAML算法相較于M次冪算法能夠更快速、有效地緩解相位噪聲的影響;相比于傳統(tǒng)的OOK IM/DD FSO通信系統(tǒng),DAML空間相干光通信系統(tǒng)在抵抗大氣湍流和各種天氣狀況引發(fā)的信道衰落方面更具優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：自由空間相干光通信 大氣湍流 天氣狀況 數(shù)據(jù)輔助最大似然DAML M次冪 數(shù)字信號(hào)處理相位估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語(yǔ)注釋表8-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 自由空間相干光通信簡(jiǎn)介9-13
• 1.1.1 自由空間光通信特點(diǎn)9-10
• 1.1.2 自由空間相干光通信的優(yōu)點(diǎn)10-11
• 1.1.3 自由空間相干光通信的關(guān)鍵技術(shù)11-12
• 1.1.4 自由空間光通信系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用12-13
• 1.2 課題研究的背景與意義13-16
• 1.2.1 自由空間相干光通信的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 本課題的研究意義15-16
• 1.3 主要內(nèi)容與篇章結(jié)構(gòu)16-18
• 1.3.1 主要內(nèi)容16-17
• 1.3.2 篇章結(jié)構(gòu)17-18
• 第二章 大氣信道中的空間相干光通信系統(tǒng)18-33
• 2.1 大氣湍流效應(yīng)18-21
• 2.1.1 大氣湍流相位波動(dòng)統(tǒng)計(jì)特性19-20
• 2.1.2 大氣湍流光強(qiáng)起伏統(tǒng)計(jì)特性20-21
• 2.2 大氣衰減效應(yīng)21-27
• 2.2.1 大氣吸收與散射21-23
• 2.2.2 霧霾天氣衰減效應(yīng)分析23-25
• 2.2.3 雨天衰減效應(yīng)分析25-26
• 2.2.4 雪天衰減效應(yīng)分析26-27
• 2.3 大氣信道中的空間相干光通信系統(tǒng)模型27-32
• 2.3.1 空間光通信系統(tǒng)的基本組成與分類27-29
• 2.3.2 基于DSP相位估計(jì)的空間相干光通信系統(tǒng)模型29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 大氣湍流對(duì)DSP相位估計(jì)系統(tǒng)性能的影響33-48
• 3.1 DSP相位估計(jì)技術(shù)33-37
• 3.1.1 M次冪相位估計(jì)技術(shù)33-35
• 3.1.2 DAML相位估計(jì)技術(shù)35-37
• 3.2 DAML算法在空間相干光通信系統(tǒng)中的性能研究37-44
• 3.2.1 基于DAML算法的空間相干光通信系統(tǒng)誤碼率分析37-39
• 3.2.2 大氣湍流相位噪聲對(duì)DQPSK系統(tǒng)性能的影響39-42
• 3.2.3 激光器相位噪聲對(duì)DQPSK系統(tǒng)性能的影響42-43
• 3.2.4 波長(zhǎng)選擇43-44
• 3.3 基于M次冪相位估計(jì)的空間相干光通信系統(tǒng)性能分析44-47
• 3.3.1 大氣湍流相位噪聲對(duì)DQPSK系統(tǒng)性能的影響44-45
• 3.3.2 激光器相位噪聲對(duì)DQPSK系統(tǒng)性能的影響45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 天氣狀況對(duì)DAML相位估計(jì)系統(tǒng)性能的影響48-66
• 4.1 不同天氣狀況下空間相干光通信系統(tǒng)研究48-51
• 4.1.1 信道狀態(tài)模型48-49
• 4.1.2 基于DAML相位估計(jì)的DQPSK信號(hào)誤碼率推導(dǎo)49-51
• 4.2 霧霾天氣對(duì)系統(tǒng)性能的影響51-60
• 4.2.1 霧霾對(duì)DQPSK系統(tǒng)誤碼率的影響51-55
• 4.2.2 傳輸距離限制55-58
• 4.2.3 波長(zhǎng)選擇特性58-60
• 4.3 雨雪天氣對(duì)系統(tǒng)性能的影響60-65
• 4.3.1 降雨天氣系統(tǒng)性能分析60-62
• 4.3.2 降雪天氣系統(tǒng)性能分析62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 全文總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫(xiě)的論文72-73
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目73-74
• 致謝74

【相似文獻(xiàn)】

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