南海海域大气光通信信道模型研究与仿真

论文摘要

大气光通信是无线通信领域的一个研究热点,它是一种以大气为传输媒质,通过激光或光脉冲传送数据的通信系统,又称为“无线激光通信”,享有“虚拟光纤”的美誉。大气光通信结合了微波通信和光纤通信的优点,具有传输容量大、建网速度快、无须授权、保密性好等特点。在大气光通信系统中,由于在传输过程中受气大气吸收、散射、湍流等众多因素的影响,造成了光能量的衰减、光强闪烁等现象,能否解决这些影响是大气激光通信推广应用的关键,因此,对大气光通信信道的研究就显得格外重要。本文首先系统叙述分析了大气衰减及湍流效应对激光传输的影响,以及对应的光信号的发射与接收,并详细分析了各种因素对误码率的影响。接着在此基础上结合通信理论给出信道模型,结合南海海域的大气特性进行仿真,以图形来观察激光传输受到大气影响、空间损耗等外界环境的作用后,激光能量的变化及分布情况。通过深入分析各种外在因素对大气光通信系统的影响,提出几种抑制大气信道影响的方法,为进一步研制出高性能的通信系统打好理论基础。本文的研究对大气无线光通信系统的设计具有重要的指导意义和参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 大气光通信的国内外现状
• 1.3 技术比较
• 1.4 本文的选题背景及研究主题
• 2. 大气信道分析
• 2.1 大气的组成及对光通信的影响
• 2.2 大气衰减
• 2.2.1 大气分子的吸收
• 2.2.2 大气分子的散射
• 2.2.3 大气气溶胶的衰减
• 2.3 大气湍流
• 2.3.1 湍流大气功率谱密度分析
• n²模型'>2.3.2 大气中的折射率结构常数C_n²模型
• 2.3.3 光强闪烁
• 2.3.4 光束漂移
• 2.4 本章小结
• 3. 光端机因素
• 3.1 光传输方程
• 3.2 光传播的几何损耗
• 3.3 接收机的性能分析
• 3.4 本章小结
• 4. 仿真
• 4.1 大气衰减模型
• 4.1.1 衰减系数分析
• 4.1.2 仿真分析
• 4.2 大气湍流模型
• 4.2.1 模型的建立
• 4.2.2 模型仿真
• 5. 抑制大气影响需要的改善措施
• 5.1 选择工作光波长
• 5.2 自适应光学系统
• 5.3 ATP技术
• 5.4 多光束发射
• 结论
• 参考文献
• 作者在读期间科研成果简介
• 后记