本文選題：自由空間光通信　切入點：大氣湍流信道　出處：《吉林大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：自由空間光通信(Free Space Optical,FSO),光通信技術的一種,是指利用調制激光束通過自由空間傳輸信息的光學無線通信技術,又稱為無線光通信。FSO系統(tǒng)具有大通信容量、高速傳輸、高帶寬、部署快速便攜、安全保密性強、低功耗以及低成本等優(yōu)點,在頻譜資源日益匱乏的今天,光波頻段的通信具有極大的潛力。FSO系統(tǒng)作為無線通信網(wǎng)絡的有效補充,可以用來解決Internet“最后一公里”問題,是下一代超高速無線通信網(wǎng)絡的重要組成部分。FSO通信主要是以大氣作為傳輸媒質進行信息的傳遞,FSO系統(tǒng)的性能主要受大氣湍流的影響,如何降低大氣湍流對FSO系統(tǒng)的干擾并提高系統(tǒng)性能是當前FSO領域重點研究的目標之一。近年來研究者們提出了混合的調制方式,能夠很大程度上提高系統(tǒng)性能。而傳統(tǒng)的編碼技術與混合調制技術的聯(lián)合方式能有效地提高FSO系統(tǒng)的帶寬利用效率并降低誤碼率。中繼協(xié)作傳輸技術應用在FSO系統(tǒng)中能夠進一步抑制大氣湍流的不良影響并提升FSO系統(tǒng)的性能。本文聯(lián)合低密度奇偶校驗碼(Low-Density Parity-Check,LDPC)、脈沖位置調制(Pulse Position Modulation,PPM)和二進制相移鍵控調制(Binary Phase Shift Keying,BPSK)提出了PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式。針對PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式,設計了FSO通信系統(tǒng)發(fā)射端及接收端模型;在對數(shù)正態(tài)分布的大氣湍流信道中,通過該系統(tǒng)模型推導出PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式的編譯碼公式和帶寬利用率表達式;理論分析并仿真驗證了該編碼多級調制方式的帶寬利用率和系統(tǒng)誤碼率性能。結果表明,與傳統(tǒng)的PPM調制和LDPC編碼結合的方式相比,所提的PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式帶寬利用率更高,誤碼率更低。因此PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式在FSO系統(tǒng)中具有一定的應用空間。由于大氣湍流的影響,當發(fā)射端和接收端距離較遠時,采用單跳FSO鏈路時不能滿足FSO系統(tǒng)的誤碼率要求。為了進一步改善系統(tǒng)性能,本文提出了中繼協(xié)作的PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式。該方式是在PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式的基礎上,利用中繼節(jié)點進行協(xié)作通信。通過解碼轉發(fā)中繼方式的三點中繼協(xié)作系統(tǒng)模型,在Gamma-Gamma大氣湍流信道中對FSO系統(tǒng)的誤碼率進行仿真分析。仿真結果表明,中繼協(xié)作的PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式相較于無中繼協(xié)作的PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式誤碼率性能更好。該方式結合了中繼協(xié)作以及PPM-BPSK-LDPC編碼多級調制方式的優(yōu)點,適用于發(fā)射端和接收端距離較遠的FSO通信系統(tǒng),能夠有效地改善系統(tǒng)性能。
[Abstract]:Free Space Optical Communication (FSO), a kind of optical communication technology, refers to optical wireless communication technology which uses modulated laser beam to transmit information through free space. It is also called wireless optical communication. FSO system has large communication capacity, high speed transmission and high bandwidth. With the advantages of fast and portable deployment, strong security, low power consumption and low cost, the communication in optical frequency band has great potential as an effective supplement to wireless communication network. It can be used to solve the "last kilometer" problem of Internet. It is an important component of the next generation ultra-high speed wireless communication network. The performance of Internet system is mainly affected by atmospheric turbulence. How to reduce the disturbance of atmospheric turbulence to FSO system and improve the system performance is one of the important research targets in the field of FSO. In recent years, researchers have proposed a mixed modulation method. The combination of traditional coding technology and hybrid modulation technology can effectively improve the bandwidth utilization efficiency and reduce the bit error rate of FSO system. The relay cooperative transmission technology is applied in FSO system. The system can further suppress the adverse effects of atmospheric turbulence and improve the performance of FSO system. In this paper, we propose a PPM-BPSK-LDPC editor with Low-Density Parity-CheckPPC codes, Pulse Position Modulation (PPMs) and binary Phase shift keying Modulation (PPMs), which are based on low density parity Parity-Checkcheck codes (LDPCs) and binary Phase shift keying Modulation (BPSK). Code multilevel modulation. For PPM-BPSK-LDPC coded multilevel modulation, In this paper, the transmitter and receiver models of FSO communication system are designed, and the encoding and decoding formulas and bandwidth utilization expressions of PPM-BPSK-LDPC coded multilevel modulation are derived in the logarithmic normal distribution atmospheric turbulent channel. The bandwidth utilization and bit error rate (BER) performance of the coded multilevel modulation scheme are theoretically analyzed and simulated. The results show that, compared with the traditional PPM modulation and LDPC coding, the proposed scheme is more efficient than the traditional one. The proposed PPM-BPSK-LDPC coding multilevel modulation scheme has higher bandwidth utilization and lower bit error rate. Therefore, the PPM-BPSK-LDPC coded multilevel modulation scheme has a certain application space in FSO systems. Because of the influence of atmospheric turbulence, when the distance between the transmitter and the receiver is longer, In order to improve the performance of FSO system, a relaying cooperative multilevel modulation scheme for PPM-BPSK-LDPC coding is proposed in this paper, which is based on the PPM-BPSK-LDPC coded multilevel modulation scheme. Through decoding and forwarding the three-point relay cooperative system model, the BER of FSO system in Gamma-Gamma atmospheric turbulent channel is simulated and analyzed. The relaying cooperative PPM-BPSK-LDPC coding multilevel modulation has better BER performance than the PPM-BPSK-LDPC coding multilevel modulation scheme without intermediate and secondary cooperation. This scheme combines the advantages of relay cooperation and PPM-BPSK-LDPC coding multilevel modulation. It is suitable for FSO communication system with long distance between transmitter and receiver, and can improve system performance effectively.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.1;TN911.22

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳乃塘;;理清8b/10b編碼三大觀念[J];電子測試;2005年09期

2 ;Telairity H.264編碼技術為2010年世界杯全球高清/標清轉播提供支持[J];電腦與電信;2010年07期

3 ;磁編碼控制分揀技術淺談[J];中國郵政;1977年05期

4 張靜方,王曉利,朱軍,趙達尊,劉瑩;無鑰匙位相型雙圖像莫爾編碼技術[J];光電子·激光;2001年11期

5 ;智能編碼技術[J];中國食品工業(yè);2001年06期

6 孟國軍,鐘家騏;視頻精細分層編碼技術淺析[J];實用測試技術;2002年05期

7 張文勝;;田陳煤礦實施編碼管理的探索與思考[J];煤炭經(jīng)濟研究;2006年08期

8 李斌;;視頻流傳輸?shù)姆謱泳幋a與多重描述編碼技術的比較[J];西華大學學報(自然科學版);2006年06期

9 王相海;;靜態(tài)圖像壓縮標準中的可分級編碼技術[J];計算機科學;2006年01期

10 李建新;曹國榮;余向勇;;國內外河流編碼技術評述[J];水利信息化;2010年03期

相關會議論文 前10條

1 閆磊;張翠芳;楊菲;;基于H．264的精細顆�？缮炜s編碼[A];2006中國西部青年通信學術會議論文集[C];2006年

2 金東瀚;;簡述現(xiàn)代高效率編碼技術[A];中國圖象圖形科學技術新進展——第九屆全國圖象圖形科技大會論文集[C];1998年

3 瞿曉;陳偉;;面向傳輸?shù)木毧蓴U展編碼的研究[A];第七屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2009年

4 岳岫峪;覃團發(fā);唐秋玲;;“信息論與編碼技術”課程教學模式改革與實踐[A];2008年中國高校通信類院系學術研討會論文集（上冊）[C];2009年

5 孫偉民;苑立波;廖智博;;利用莫爾技術進行編碼分析及信息加密[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學學會2004年學術大會論文集[C];2004年

6 陳忠;林玉蘭;蔡淑惠;;空間編碼超快速NMR新技術及其應用[A];第十七屆全國波譜學學術會議論文摘要集[C];2012年

7 黃歡歡;王月蓉;馮少華;;H.264編碼技術及其應用[A];計算機研究新進展（2010）——河南省計算機學會2010年學術年會論文集[C];2010年

8 陳麗英;;影響產科疾病編碼的因素及對策[A];中國醫(yī)院協(xié)會病案管理專業(yè)委員會第二十三屆學術會議論文集[C];2014年

9 莊燦偉;馮少榮;林子雨;張東站;;IDD:DDE編碼改進方法[A];NDBC2010第27屆中國數(shù)據(jù)庫學術會議論文集(B輯)[C];2010年

10 魯艷;雷維嘉;謝顯中;;基于Avalon接口的交織編碼技術的FPGA實現(xiàn)[A];2010年通信理論與信號處理學術年會論文集[C];2010年

相關重要報紙文章 前9條

1 李思睿　編譯;編碼技術有助打擊非法貿易[N];東方煙草報;2014年

2 ;如何選擇ULH中的編碼調制方式[N];人民郵電;2004年

3 楊珂;AVS有望成為中國IPTV標準的最終選擇[N];中國高新技術產業(yè)導報;2007年

4 楊珂;AVS有望成為IPTV標準的最終選擇[N];經(jīng)濟參考報;2007年

5 ;如何選擇IPTV 業(yè)務編碼技術[N];人民郵電;2005年

6 中國網(wǎng)通集團研究院解決方案部 遲遠;編解碼角力后IPTV時代[N];通信產業(yè)報;2005年

7 小方;有了我，，請扔掉錄像機[N];中國計算機報;2004年

8 武衛(wèi)政 譚超;所有漢字都可實現(xiàn)計算機處理[N];人民日報;2006年

9 張琰s

本文編號：1600984