弱湍流中无线光通信系统差错性能建模与仿真

大气无线光通信(FSO)信号受大气湍流及光电转换器件影响,不确定性大。从探测接收光信号的实际过程出发,以大气信道和光电探测信道两个基本模型为基础进行理论推导,提出了弱湍流扰动下光电转换的离散计数概率和连续计数概率密度两个严格数学表达式,给出了其数值计算方法。在此基础上,推导出二进制强度调制下检测电流的概率密度计算式,建立了弱湍流无线光通信差错性能的数学计算模型,并据此对闪烁指数、背景噪声等因素影响进行仿真。结果表明,基于该模型的系统差错性能与预测分析相一致,所给模型可有效评估弱湍流条件下无线光通信系统性能。

极大似然判决下大气无线光脉冲位置调制差错性能

大气湍流对无线光通信系统影响较大,基于高斯信道及门限判决方法的大气无线光通信脉冲位置调制(PPM)的误码特性分析存在局限性。针对于此,推导了湍流大气中无线光PPM系统在极大似然判决(MLD)下的差错性能计算模型,并运用蒙特卡洛方法验证了理论计算模型的有效性。仿真分析表明,MLD下PPM具有更好性能,但也较易受湍流影响,为使弱湍流信道中PPM的误比特率不高于10-6,调制阶数每增加1阶,须提高平均接收信噪比0.67dB以上。对于峰值功率恒定PPM系统,应根据器件性能和具体通信条件,在差错性能和功率利用率之间作出平衡。

无线光通信调制方式研究

大气无线光通信的调制方式有多种,但缺少综合的分析。研究分析了OOK(开关键控),PPM(脉冲位置调制),DPIM(数字脉冲间隔调制)和DH-PIM(双头脉冲位置调制)等调制方式的符号结构,发射功率,带宽需求和误时隙率。通过分析可知DPIM和DH-PIM调制方式比较适合作为未来大气无线光通信的调制方式。为无线光通信调制方式的选取提供一定的参考依据并指出其发展趋势。