大氣激光通信中的空時(shí)網(wǎng)格碼.pdf

1、作為一種新型的通信方式，大氣激光通信具有容量大、保密性強(qiáng)、無需頻譜限制等優(yōu)點(diǎn)。但是，大氣激光通信以大氣作為傳輸媒介，大氣中的大氣湍流將會(huì)引起光信號(hào)強(qiáng)度和相位的起伏，導(dǎo)致通信中誤碼率增大，這成為限制其發(fā)展的瓶頸。
　　多輸入多輸出（MIMO）可成倍提高系統(tǒng)的信道容量，而實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)優(yōu)勢(shì)的一種行之有效的方法是空時(shí)編碼。常見的空時(shí)編碼有空時(shí)分組碼、分層空時(shí)碼、空時(shí)網(wǎng)格碼。相對(duì)于前兩者，空時(shí)網(wǎng)格碼具有較大的編碼增益和高的傳輸速率，將其

2、引入大氣激光通信系統(tǒng)中，并用于改善通信系統(tǒng)的性能。然而，傳統(tǒng)的空時(shí)網(wǎng)格碼（STTC）由于存在復(fù)數(shù)和負(fù)數(shù)信號(hào)的問題，不能直接用于光通信系統(tǒng)中。因此，本文針對(duì)強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)（IM/DD）方式研究了光通信中的空時(shí)網(wǎng)格編碼。詳細(xì)如下：
　?。?）根據(jù)光通信的特點(diǎn)，提出一種低復(fù)雜度光空時(shí)網(wǎng)格碼。發(fā)射端利用延遲分集思想，建立了信號(hào)在時(shí)間和空間上的關(guān)聯(lián)性。接收端采用反饋干擾抵消算法(FICA)，對(duì)消除干擾后的信號(hào)進(jìn)行最大似然判決。結(jié)果表明：

3、當(dāng)分集增益相同時(shí)，相對(duì)于Viterbi譯碼算法，該方案的譯碼復(fù)雜度分別降低了93.75％和95.84%，而誤碼性能的惡化僅為3dB和4.77dB。該方案優(yōu)良的性能是以犧牲發(fā)射分集來換取譯碼復(fù)雜度的降低。
　?。?）原有空時(shí)網(wǎng)格碼中存在復(fù)數(shù)和負(fù)數(shù)信號(hào)，無法直接在IM/DD鏈路中傳輸。因此，利用快速傅里葉逆變換（IFFT）的對(duì)稱性，通過加入直流分量的方法，提出了一種直流分量光空時(shí)網(wǎng)格碼方案。結(jié)果表明：所提方案不僅可以提高數(shù)據(jù)的傳輸效率

4、，而且能夠有效抵御大氣湍流所產(chǎn)生的閃爍效應(yīng)，其性能隨天線數(shù)的增加而得到明顯的改善。
　?。?）直流分量光空時(shí)網(wǎng)格碼雖然提高光通信系統(tǒng)的性能，但其光功率利用率較低。為了提高光功率的利用率，通過改變編碼后信號(hào)的映射方式，使得IFFT輸出的實(shí)數(shù)信號(hào)具有奇諧對(duì)稱性，并結(jié)合限幅技術(shù)削去負(fù)數(shù)信號(hào)，從而提出一種適合于M-PSK調(diào)制的非對(duì)稱限幅空時(shí)網(wǎng)格碼方案。結(jié)果表明：在系統(tǒng)總功率不變的情況下，本方案的誤碼性能明顯優(yōu)于直流分量空時(shí)網(wǎng)格碼的性能，在