数字相干光无线通信关键技术研究与性能分析

发布时间：2024-02-26 14:14

　　光无线通信(Optical Wireless Communications,OWC)技术使用光载波进行信息传输,能够提供比射频(Radio-Frequency,RF)无线通信更高的数据速率,为解决RF频谱资源日益稀缺的问题提供新的视角。但室外OWC系统,如自由空间光(Free Space Optical,FSO)通信系统,会受到大气衰减、瞄准误差以及大气湍流等的影响,导致系统的误比特率(Bit-Error Rate,BER)性能降低;而室内OWC系统,如可见光通信系统,使用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)照明和通信,数据速率受限于LED的调制带宽。为了解决这些问题,本文将光纤通信系统中的数字相干检测技术分别应用到室外和室内OWC系统中,研究在瞄准误差、大气湍流和相位估计误差共同影响下的相移键控(Phase-Shift Keying,PSK)系统的平均BER性能,研究基于放大转发(Amplifyand-Forward,AF)和解码转发(Decode-and-Forward,DF)中继协议的混合RF/FSO传输系统的性能,以及搭建实验平台,验证室内高速OWC系...

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-2FSO系统中由视轴误差和抖动导致的瞄准误差示意图。

与可见光相似,近红外光在大气中传输时,也会受到雨、雪、雾,以及污染、灰尘、气溶胶等微粒的吸收和散射,造成光功率的衰减[2]。雨雪微粒的尺寸远大于激光波长,对FSO链路的影响较小;而雾霾的直径跟激光波长相当,由此产生的散射效应最强[12]。在天气晴朗时,大气衰减的影响几乎可以忽略,....

图1-3基于SIM的光无线通信系统框图。

相干FSO系统也能解决OOK系统因使用固定判决门限而导致BER出现平底效应的问题。相干光检测,类似于RF和微波通信,利用本地本振(LocalOscillator,LO)激光与接收到的信号光进行相干混频。若LO和信号光同频,称为零差检测(Homodynedetection);若....

图1-4室内光无线链路分类。

对于定向LOS链路,一方面,发射机发射角较小,光束很窄;另一方面,接收机FOV很小,背景光噪声的影响很小;再者,发射光不会照射到墙壁,天花板等散射体上,不受多径散射(Multipathdispersion)的影响。因此,定向LOS链路能量效率最高,可实现较高的传输速率,但是这种....

图2-1基于数字相干检测的光POLMUX-QPSK无线传输系统框图。

2.1引言数字相干检测是光纤传输领域的技术,不少学者把这一技术应用到FSO系统中,图2-1基于数字零差检测的POLMUX-QPSK光无线传输系统是一个典型的例子[32]。如图所示,发射机由连续波(ContinuousWave,CW)激光源和双偏振光同相/正交(Inphase/....

本文编号：3911496