本文關鍵詞：大氣對相干光通信探測方式的影響

  更多相關文章： 自由空間光通信 大氣湍流 大氣信道衰減 相干探測 Optisystem通信仿真軟件

【摘要】：隨著激光器及光電器件的逐漸成熟,自由空間光通信(Free Space Optical Communication,FSO)技術得到快速發(fā)展,具有高通信性能的相干光通信在FSO中得到重視和發(fā)展。大氣空間光通信是以激光光束為載體,在大氣中傳輸?shù)臒o線通信方式,因此大氣信道衰減和大氣湍流對激光光束傳輸?shù)挠绊懖豢珊雎?不同探測方式的光通信系統(tǒng)性能受大氣效應的影響程度不同,系統(tǒng)分析研究大氣環(huán)境下幾種相干探測方式的光通信性能具有重要意義。論文首先介紹了相干光通信的研究背景和意義,闡述了相干光通信的發(fā)展歷程以及研究現(xiàn)狀,簡要概述了大氣湍流效應對通信系統(tǒng)性能影響的研究現(xiàn)狀。詳細介紹了直接探測和相干探測的基本原理,并對比分析了兩種探測方式的優(yōu)劣。根據(jù)相干探測原理,給出了相干探測通信系統(tǒng)的信噪比、誤碼率及外差效率的表達式,分析了空間條件和頻率條件對其大小的影響。同時,對比分析了相干通信系統(tǒng)中單端探測和平衡探測方式下的信噪比。概述了大氣湍流的光學統(tǒng)計特性及其對傳輸光束的影響機理。重點介紹了大氣湍流對激光傳輸特性的影響,主要分析了光強閃爍和相位擾動效應,給出了大氣湍流影響下相干探測系統(tǒng)信噪比的解析表達式。最后利用Optisystem通信仿真軟件并以實際器件參數(shù)為參照,設計搭建了不同探測方式下的通信系統(tǒng)仿真模型,主要對比了大氣效應影響下直接探測和外差探測光通信系統(tǒng)的眼圖結構和Q值大小。仿真了平衡探測系統(tǒng)和單端探測系統(tǒng)的Q值隨傳輸距離、天氣情況和本振光功率的變化趨勢,根據(jù)誤碼儀得到的眼圖及Q值對仿真結果進行比較分析,并得出相應的結論,為大氣相干光通信系統(tǒng)的設計與搭建提供了理論依據(jù)。
【關鍵詞】：自由空間光通信 大氣湍流 大氣信道衰減 相干探測 Optisystem通信仿真軟件
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀16-22
• 1.2.1 空間光通信的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.2 激光通信探測方式研究進展19-21
• 1.2.3 大氣傳輸及通信性能影響的研究進展21-22
• 1.3 本論文的內(nèi)容和結構安排22-25
• 第二章 相干探測基本原理25-47
• 2.1 光電探測方式介紹25-33
• 2.1.1 直接探測25-27
• 2.1.2 外差探測27-33
• 2.2 相干探測與直接探測對比分析33-35
• 2.3 相干探測的外差效率分析35-41
• 2.3.1 相干探測外差效率35-37
• 2.3.2 相干探測的空間條件37-40
• 2.3.3 相干探測的頻率條件40-41
• 2.4 單端探測和平衡探測41-46
• 2.4.1 單端探測系統(tǒng)41-42
• 2.4.2 平衡探測系統(tǒng)42-46
• 2.5 本章小結46-47
• 第三章 大氣效應下激光傳輸特性47-67
• 3.1 大氣湍流及其統(tǒng)計描述47-50
• 3.1.1 大氣湍流47-48
• 3.1.2 大氣湍流的統(tǒng)計描述48-50
• 3.2 激光大氣湍流傳輸特性50-59
• 3.2.1 大氣湍流中激光束傳輸特性50-52
• 3.2.2 光強閃爍52-55
• 3.2.3 相位擾動55-59
• 3.3 大氣湍流對相干接收系統(tǒng)SNR的影響59-65
• 3.3.1 湍流大氣中光電探測系統(tǒng)SNR的分析59-62
• 3.3.2 高斯光束有無湍流時信噪比分析62-65
• 3.4 大氣信道衰減特性65-66
• 3.5 本章小結66-67
• 第四章 單端探測和平衡探測系統(tǒng)的仿真分析67-93
• 4.1 仿真系統(tǒng)相關知識介紹67-69
• 4.1.1 Optisystem仿真軟件67-68
• 4.1.2 眼圖的介紹68-69
• 4.2 相干光通信器件選擇69-70
• 4.3 外差和直接探測系統(tǒng)的Optisystem仿真對比70-76
• 4.3.1 外差與直接探測系統(tǒng)的建模70-72
• 4.3.2 外差探測和直接探測仿真72-76
• 4.4 單端探測和平衡探測的Optisystem仿真分析76-91
• 4.4.1 單端探測系統(tǒng)的仿真分析76-81
• 4.4.2 平衡探測系統(tǒng)的仿真分析81-91
• 4.5 本章小結91-93
• 第五章 總結與展望93-95
• 參考文獻95-99
• 作者簡介99-100

【參考文獻】

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本文編號：924745