基于圆偏振移位键控的激光通信解调技术研究

摘要

为了降低大气湍流和背景光等因素对通信系统性能造成的干扰，对采用圆偏振调制的大气激光通信系统进行了研究。该通信系统采用圆偏振移位键控(CPolSK)的调制方式，即利用圆偏振光的两种旋态（左旋和右旋）表示逻辑‘0’或‘1’来进行调制，从而实现数据传输，接收端采用双路差分方法进行光信号的解调。在OptiSystem系统仿真环境下，构造了几种基于OOK强度调制、线偏振调制和圆偏振调制的直接探测系统模型。对比、分析了各种通信系统性能。结果表明:相同参数条件下，CPolSK系统的误码率比OOK系统低约2个数量级，其眼图和波形图也明显优于OOK系统。由此可以看出，基于圆偏振位移键控(CPolSK)的双路差分探测激光通信系统在抗大气环境干扰、降低误码率等方面更具优越性，且便易实现。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 偏振调制／解调技术国内外发展现状

1．2．1 国外发展现状

1．2．2 国内发展现状

1．3 论文主要研究内容

第二章 大气信道对偏振光的影响

2．1 空间激光通信系统的传输信道

2．1．1 大气信道的特点

2．1．2 大气信道的衰减效应

2．1．3 大气信道的湍流效应

2．2 自由空间中偏振特性变化规律

2．2．1 高斯-谢尔型光束在自由空间的传输公式

2．2．2 光源对激光偏振传输特性的影响

2．3 湍流大气中偏振光传输特性分析

2．3．1 高斯-谢尔型光束在湍流空间的传输公式

2．3．2 光源以及大气湍流对激光偏振传输特性的影响

2．4 本章小结

第三章 空间激光通信系统偏振调制技术

3．1 大气激光通信中的偏振调制方式

3．1．1 偏振调制技术

3．1．2 CPolSK的调制原理

3．2 CPolSK调制的优势

3．2．1 无需偏振轴对正

3．2．2 分布更均匀

3．3 本章小结

第四章 激光通信中的偏振解调

4．1 激光通信中常见的强度调制／直接探测方式

4．1．1 OOK调制／解调

4．1．2 PMM调制／解调

4．1．3 DPPM调制／解调

4．1．4 DPIM调制／解调

4．2 偏振调制的接收方式概述

4．2．1 相干接收CD-PolSK系统

4．2．2 直接接收DD-PolSK系统

4．3 平衡探测方式

4．4 本章小结

第五章 基于CPolSK激光通信系统的解调性能仿真

5．1 基于CPolSK平衡探测大气激光通信系统结构设计

5．2 基于CPolSK空间激光通信系统的几种解调方案的介绍

5．2．1 CPolSK单路接收

5．2．2 两路差分放大接收CPolSK系统

5．2．3 一路差分放大接收CPolSK系统

5．3 性能对比分析

5．4 系统误差分析

5．4．1 大气湍流衰减误差

5．4．2 PIN探测误差

5．4．3 前置放大电路误差

5．4．4 发射功能率对误码率的影响

5．5 本章小结

总结

参考文献

致谢