大气激光通信中基于发射分集的空时编码的研究

论文摘要

随着科技发展的日新月异,大气激光通信已经成为现代通信技术发展的新热点。与日益成熟的移动通信相比,大气激光通信有其自身的一些特点,如受天气状况影响特别严重,受大气湍流影响会引起严重的信号抖动等。要实现稳定可靠的大气激光通信,必须采用一定的方法来减弱大气对激光通信的影响。本论文研究了基于发射分集的空时编码技术对提高大气激光通信系统性能的作用。1、大气湍流信道下的发射分集技术和空时编码技术,分析在强度调制/直接检测的大气激光通信中运用空时编码的可行性。2、对空时编码和分集技术的编码,译码进行数值仿真和误码分析。3、以多光束发射技术为基础,提出一个可行的大气湍流信道下的空时编码发射分集具体方案。理论分析和实验结果表明,采用基于发射分集的空时编码技术可以大大减弱大气湍流对激光通信的影响,提高激光通信系统的稳定性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 大气激光通信技术的国内外研究现状
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第二章 激光在湍流大气中的传输
• 2.1 湍流大气中的光束传输理论
• 2.2 大气湍流的折射率起伏特性
• 2.2.1 弱起伏湍流分析法——Rytov 法
• 2.2.2 强起伏湍流分析法——Markov 法
• 2.3 大气激光传输中的强度起伏
• 2.3.1 光束漂移的概率分布
• 2.3.2 大气闪烁的概率分布
• 2.4 减弱光强起伏的方法研究
• 第三章 空时编码技术
• 3.1 空时编码技术的发展及其分类
• 3.1.1 分层空时码（Layered Space Time Coding ）
• 3.1.2 网格空时码（Space Time Trellis Code ）
• 3.1.3 分组空时码（Space Time Block Coding）
• 3.1.4 差分分组空时码（Differential Space Time Block Coding ）
• 3.2 空时码的设计准则及传输速率
• 3.2.1 空时码的设计准则
• 3.2.2 空时码的传输速率
• 第四章 空时编码及译码方案设计
• 4.1 Alamouti 发射分集方案
• 4.1.1 发射方案
• 4.1.2 合并及最大似然判决
• 4.1.3 多接收天线的Alamouti 方案
• 4.2 分组空时码的传统设计方案
• 4.2.1 分组空时码的系统结构
• 4.2.2 实信号星座的分组空时码
• 4.2.3 分组空时码的译码
• 4.3 大气激光通信中的空时编码方案设计
• 4.3.1 湍流信道下的空时编码研究
• 4.3.2 系统模型
• 4.3.3 编码算法设计
• 4.3.4 译码算法设计
• 第五章 空时编码方案仿真和实验结果分析
• 5.1 误码性能分析
• 5.2 实验及结果分析
• 第六章 总结和展望
• 致谢
• 参考文献