大气湍流下原模图LDPC码在FS0通信系统中应用研究

发布时间：2020-06-16 20:56

【摘要】：大气干扰是FSO通信发展的一大障碍,其影响包括大气粒子对光波的吸收与散射造成接收光功率衰减,以及大气湍流效应造成接收光信号出现光束展宽、光强闪烁等现象。信道编码技术可以有效提高FSO通信系统抗大气干扰的能力。经过优化设计的原模图LDPC码具有译码门限低、误码平台低、最小汉明距离随码长线性增长等优点,吸引了大批研究学者从事理论分析、优化设计、技术应用等相关工作。本文主要研究原模图LDPC码在FSO通信系统中的应用,对增强FSO系统抗大气干扰能力,提高系统可靠性具有重要意义。本文在深入了解当前FSO通信理论与应用现状的基础上,进一步分析了原模图LDPC码应用于FSO通信以提高通信质量的可行性。首先分析了大气对FSO通信的影响机制,给出了可用于模拟大气散射、吸收与湍流效应的数学模型。本文利用LR分布模拟大气湍流效应,通过更改相关系数可使LR分布适用于模拟不同强度的湍流效应,易于分析。针对当前原模图LDPC码在扩展过程中存在问题,优化循环PEG算法,提出以AR4JA码为基础,结构化构造原模图LDPC码的设计方案。在扩展过程中引入围长限制条件,避免出现短环。然后利用PEXIT算法与AWD函数分析原模图编码的译码门限与最小汉明距离,评估编码性能是否优良。本文考虑了调制方式、大气湍流与背景噪声等影响因素,建立FSO通信系统模型,验证本文提出的原模图编码方案可行性。仿真过程中分析了原模图LDPC码在不同湍流强度,不同码长、不同码率等条件下的误码情况,最终测试结果充分验证了编码方案的可行性。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.1
【图文】：

逦■逡逑如图２－１所示为大气湍流形成与能量耗散的过程，大气作为一种黏性流体，逡逑在流层中会形成横向的压力增减Ｋ，形成压差力偶，而相邻不同流层间也会存逡逑在纵向压力差，称为剪切力偶。当两种压力差足够大时会形成涡旋。当涡旋进逡逑入相邻流层便导致层流转变为湍流，在没有其他能量注入时，湍流的能量会不逡逑断耗散，能量耗散的最大尺度被称为外尺度，外尺度是层流转变为湍流涡旋时逡逑的最大尺寸，通常记为。随着能量耗散，大尺度的湍流涡旋不断转化为小涡逡逑旋，能量耗散的最小尺度被称为内尺度，记为丨0，此时湍流的动能完全转化为逡逑热能。逡逑９逡逑

可以用于表征大气折射率变化情况。逡逑２．２．２光强闪烁逡逑首先介绍光强闪烁形成原因，如图２－２所示。假设激光光束宽度为ａ，湍逡逑流尺度为卩，当ａ＞＞（３时，光束在某一点横截面内会同时存在多个尺寸极小且折逡逑射率不同的湍流涡旋，此时可将光束分解为多个尺寸较小的窄光束集合，每一逡逑个窄光束经过各自传播路径上的湍流漩涡时折射与衍射情况各不相同，造成光逡逑波的传播方向出现偏差，当光波经过不同路径到达接收端时合成光强在空间和逡逑时间上呈现出随机起伏的状态，这种现象被成为光强闪烁。逡逑发豹尤功本逦＿逦徶收九功啦逡逑－＊邋ＴＪ逦ＴＸ邋ｌ＼Ｌ＿．逡逑＂■＇＂ｊ逦}琛跺危咤义希颍颍�ｌ？逡逑时Ｍ逡逑图２－２光强闪烁与光束漂移示意图逡逑光强闪烁一般用闪烁指数（ＳＩ）邋ｄ来描述其具体统计特征，表达式为：逡�

本文编号：2716575