基于MPPM调制的无线光通信系统传输性能研究

摘要

由于现代信息技术的不断发展，自由空间光通信（Free-Space Optical，FSO）以其无需频谱申请、带宽高、设备轻巧、组网方便灵活、传输协议透明、成本低和安全性能好等优势吸引了人们的注意，成为现代通信研究的重点之一。 自由空间光通信通常采用光作为载波进行视距传播，其传输性能容易受到各种因素的影响，而大气湍流和瞄准误差则是其中的两个重要的限制因素，会增加系统的误码率。因此论文基于多脉冲位置调制(Multiple Pulse Position Modulation，MPPM)，建立了考虑大气湍流和瞄准误差的联合信道模型，研究了采用最佳判决门限(Optimized Decision Threshold,ODT)和动态判决门限(Dynamic Decision Threshold,DDT)的点对点系统误符号率，以及采用DDT在平行多跳结构下的系统误符号率。具体工作如下： 1）论文基于指数韦伯(Exponentiated Weibull,EW)衰落模型，同时加入了瞄准误差的影响，首先利用梅耶尔函数，推导出联合信道的概率分布函数（Probability Density Function，PDF）和累计分布函数(Cumulative Distribution Function，CDF)。然后采用高斯拉盖尔等式分别推导出采用ODT和DDT方案的误符号率闭合表达式。最后利用蒙特卡洛方法验证了理论表达式的正确性。另外，详细分析了当湍流强度、接收孔径、抖动标准差和波束宽度参数不同时，对两种判决门限方案带来的影响。 2）基于EW分布大气湍流和瞄准误差的复合信道，研究在平行多跳结构下采用DDT方案的MPPM调制的系统误符号率性能。首先得到当利用最大最小准则作为最佳路径选择算法时，联合信道的CDF。然后通过广义高斯拉盖尔等式得到采用DDT方案的误符号率理论表达式。最后分析平行多跳的结构参数和湍流强度、接收孔径等参数对DDT方案性能的影响。 论文工作对于无线光通信系统设计具有一定的辅助作用。

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