基于激光的長距離光通信系統(tǒng)設計.pdf

1、人們對無線帶寬需求不斷提高，使無線電頻譜成為稀缺的資源。光具有非常高的帶寬，能夠為無線通信提供非常豐富的頻譜資源，光通信技術(shù)已成為無線通信領域的研究熱點。本論文研究了采用激光器(Laser Diode)作為光源的遠距離光通信技術(shù)，并進行了試驗系統(tǒng)開發(fā)和設計。論文主要工作如下:
　　1.分析了光通信中的多種調(diào)制技術(shù)，包括OOK(On/offKeying)調(diào)制、PPM(PulsePosition Modulation)調(diào)制、DPIM（

2、Differential Pulse Interval Modulation，DPIM）調(diào)制以及DH-PIM(Dual-Header Pulse Interval Modulation)調(diào)制。對這四種調(diào)制方案的功率需求、帶寬需求以及傳輸速率等各項指標進行了對比研究。OOK-NRZ(None Return toZero)調(diào)制發(fā)射機和接收機設計比較簡單，所以本文采用OOK調(diào)制的設計方案。
　　2.研究了信道特性對系統(tǒng)性能的影響?；诩?/p>

3、光的長距離光通信系統(tǒng)一般應用于室外通信，其傳輸媒介通常為大氣，所以其信道特性與自由空間光(FSO，F(xiàn)ree SpaceOptical)通信的信道特性一致。建立了包含大氣衰減、指向誤差和中等程度大氣湍流的FSO通信系統(tǒng)復合信道模型，在此模型的基礎上，分析并推導中等湍流條件下FSO通信系統(tǒng)端到端中斷概率和遍歷容量的解析表達式，并通過仿真對解析結(jié)果進行了驗證，仿真結(jié)果與理論值相吻合。
　　3.對光通信系統(tǒng)中的收發(fā)端電路進行了設計。對各種

4、激光器的種類與特性進行了分析總結(jié)，對發(fā)射機電路的關(guān)鍵問題包括激光二極管的調(diào)制速度、基帶電壓信號驅(qū)動能力、激光二極管的使用壽命等進行了針對性設計;分析了接收端光電檢測器(PhotoelectricDiode，PD)的工作原理，設計了寬帶光電檢測器電路、前置放大器電路及主放大器電路;對發(fā)射端和接收端的硬件電路進行了調(diào)試和改進。
　　4.分析了光通信系統(tǒng)中的到達檢測算法。分析了能量檢測、雙滑動窗、延時相關(guān)及延時相關(guān)加長度保持等分組檢測算