大气激光通信DAPPM调制解调系统仿真研究

摘要

大气激光通信由于其数据传输率高，无需频谱许可证，抗电磁干扰能力强，保密性好等优点，使其成为未来通信网不可缺少的一门技术。其作用和地位已经能与微波通信，光纤通信相提并论。调制解调是大气激光通信的一项关键技术，所以，对其研究具有极其重要的意义。
　　 选择合适的调制解调方案是无线激光通信系统设计的重要方面。本文介绍了一种新的调制方案一双幅度脉冲位置调制(DAPPM)，讨论了其符号结构、功率谱密度、带宽需求、信道容量、理想信道中的误时隙率和误包率等。并与开关键控(on-offkey-ing，OOK)、脉冲位置调制(pulse position modulation，PPM)、数字脉冲间隔调制(digital pulse interval modulation，DPIM)、双幅度脉冲间隔调制(dual-amplitude pulse interval modulation，DAPIM)等几种调制方式进行了比较。本文的主要内容包括：
　　 1．阐述了DAPPM调制方式的基本原理，对其信道容量，传输效率，带宽，功率谱密度等进行了分析，并与其它几种调制方式进行比较。分析结果表明，在一定的位分辨率条件下，DAPPM调制方式具有更大的传输容量和更好的带宽效率。
　　 2．介绍了大气信道的噪声对DAPPM调制解调系统的影响，其中大气湍流被认为是对激光信号传输质量影响最大的因素，大气湍流会导致激光束漂移、扩展、闪烁、相干性损失。最后分析了接收机噪声对DAPPM调制信号的影响。
　　 3．分析了DAPPM调制方式的误码性能，阐述了大气湍流对调制信号误码率的影响，并建立了弱湍流情况下系统的信道模型，与其它几种调制方式进行比较，分析了该调制方式的误包率。
　　 4．总体介绍了DAPPM调制解调系统的基本工作原理，并用MATLAB进行仿真，验证了该调制解调方式的正确性。
　　 结果：表明，在相同的位分辨率条件下，DAPPM的误包率虽然高于DPIM和PPM，但明显优于DAPIM和OOK。同时，由于DAPPM去除了PPM中冗余的时隙，符号长度比PPM减少一半，从而获得了比PPM更高的带宽利用率。因此本文采用DAPPM调制方式。