基于MPPM无线光通信系统在湍流信道下的误符号率性能研究

摘要

无线光通信是当今通信领域内研究的热点之一，受到了研究人员的广泛关注。近年来，大量研究表明大气湍流引起的光强闪烁对无线光通信系统性能有着严重的影响，是限制其性能提高的主要因素之一，因此，建立准确、有效的大气信道衰落模型对于无线光通信技术的发展至关重要。
　　论文基于一种新型的大气信道模型-指数韦伯(exponentiated Weibull,EW)衰落模型，推导了无线光通信系统在多脉冲位置调制(MPPM)条件下，采用硬判决解调时，固定判决门限(fixed decision threshold,FDT)、最佳判决门限(optimized decision threshold,ODT)以及动态判决门限(dynamic decision threshold,DDT)情况下的系统误符号率理论表达式。在此基础上，通过曲线拟合的方法，对于软判决解调下的系统误符号率表达式进行了推导，给出了相关表达式。具体工作如下：
　　1.以指数韦伯模型描述接收到的光功率概率密度分布，利用高斯拉盖尔积分公式推导出了硬判决解调时，三种不同判决门限下误符号率的闭合表达式，并通过MonteCarlo仿真验证了其正确性，进而分析了不同湍流、孔径条件下误符号率随平均信噪比的变化。研究表明固定判决门限会产生错误阈值，而最佳判决门限和动态判决门限会消除错误阈值，并且动态判决门限下的系统性能优于最佳判决门限。
　　2.基于指数韦伯分布模型，推导了MPPM调制下采用软判决解调时无线光通信系统的误符号率表达式，并借助数据拟合的方法，通过高斯函数作为拟合函数求得了系统误符号率的近似表达式，并将计算结果与精确解进行了对比，验证了其准确性和有效性。在此基础上，通过MonteCarlo仿真验证了误符号率推导的正确性。当湍流和孔径条件一定时，比较了硬判决和软判决解调下的系统性能，结果表明软判决解调下的系统性能更优。
　　论文工作对于高性能无线光通信系统研究具有一定的辅助作用。

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第一章 绪论

1.1研究背景以及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要内容

第二章 无线光通信系统及MPPM调制

2.1无线光通信系统的概述

2.2无线光通信系统关键技术

2.3大气激光传输与湍流效应

2.4多脉冲位置调制(MPPM)

2.5本章小结

第三章 MPPM硬判决解调在指数韦伯信道下的误符号率特性研究

3.1指数韦伯信道模型分析

3.2 MPPM硬判决解调时误符号率理论推导

3.3解析计算与数值仿真

3.4本章小结

第四章 MPPM软判决解调在指数韦伯信道下的误符号率特性研究

4.1 MPPM软判决解调误符号率推导

4.2解析计算与数值仿真

4.3本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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