大气湍流模型对OAM复用通信系统的串扰及抑制方法研究

发布时间：2017-06-29 20:01

  本文关键词：大气湍流模型对OAM复用通信系统的串扰及抑制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：与频率、时间、正交码片等自由度一样,轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)为复用技术提供了一种新的自由度。基于轨道角动量复用的通信系统可极大地提升系统传输速率、增加频谱利用率。然而,自由空间的OAM复用通信系统不可避免地受到大气湍流的影响,OAM串扰严重地影响了系统通信质量。因而,大气湍流对OAM复用通信系统的串扰及抑制方法的研究对OAM的研究具有重要理论意义和参考价值。论文的主要研究工作如下。(1)论文研究了Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统的串扰及抑制方法。首先,分析了Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统的光相位、强度和误码率的影响;在此基础上,结合多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)信道均衡的方法,给出了一种基于MIMO均衡抑制大气湍流对OAM复用通信系统串扰的通信方案。研究结果表明,Kolmogorov模型大气湍流破坏OAM光的相位,影响着光强度的分布,导致系统误码率的增大;同时,MIMO信道均衡方法能够有效地抑制大气湍流对OAM复用通信系统的影响,且不同均衡算法对OAM复用通信系统中的串扰具有不同的抑制。在弱、中强度湍流(2 1410nC-?)情况下,需要训练序列的递归最小二乘算法(Recursive Least Squares,RLS)使均衡后系统误码率降低了1到3个数量级;不需要训练序列的恒模盲均衡算法(Constant Module Algorithm,CMA)仅能使系统误码率降低了0.5到1个数量级;改进的RLS-CMA半盲均衡算法仅需要RLS算法一半的训练序列,可获得与RLS算法相近的误码率性能。(2)论文研究了non-Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统的串扰及抑制方法。首先分析了non-Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统的影响,主要从non-Kolmogorov大气湍流产生的像差对OAM光子概率分布的影响和non-Kolmogorov模型大气湍流对OAM光相位、强度、系统误码率的影响等几个方面进行分析。考虑到MIMO均衡方法能够有效抑制Kolmogorov模型下OAM复用通信系统的串扰,设计基于MIMO均衡的抑制non-Kolmogorov大气湍流对OAM复用通信系统串扰的通信方案。仿真结果表明,non-Kolmogorov大气湍流产生的泽尼克波面倾斜像差、像散像差、慧差像差均会使OAM光子概率分布产生变化;non-Kolmogorov大气湍流模型破坏OAM光的相位,影响光传输的强度分布,使得系统误码率增大;另一方面,MIMO均衡可降低OAM复用通信系统平均误码率、抑制non-Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统的串扰。在弱、中强度湍流(2 1410nC-?)情况下,仅需少量训练序列的RLS-CMA半盲均衡算法能够使OAM复用通信系统的误码率降低1到2个数量级。
【关键词】：OAM复用通信 大气湍流 MIMO均衡 Kolmogorov模型大气湍流 non-Kolmogorov模型大气湍流
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN914
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-9
• 专用术语注释表9-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.2 论文主要内容12-13
• 第二章 OAM复用通信系统、大气湍流基础理论13-24
• 2.1 OAM复用通信系统13-17
• 2.2 Kolmogorov模型大气湍流17-21
• 2.3 non-Kolmogorov模型大气湍流21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用系统的串扰及抑制方法研究24-48
• 3.1 Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统的影响24-29
• 3.1.1 Kolmogorov模型大气湍流对复用OAM光相位、强度的影响24-27
• 3.1.2 Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统误码率的影响27-29
• 3.2 基于MIMO均衡技术抑制OAM复用通信系统串扰的方案29-31
• 3.2.1 MIMO均衡原理29-30
• 3.2.2 基于MIMO均衡抑制OAM复用通信系统串扰的方案30-31
• 3.3 不同MIMO均衡算法对OAM复用通信系统串扰的抑制31-46
• 3.3.1 基于LMS、RLS带训练序列的均衡算法抑制OAM复用通信系统串扰31-40
• 3.3.2 基于CMA盲均衡算法抑制OAM复用通信系统串扰40-43
• 3.3.3 基于LMS-CMA和RLS-CMA半盲均衡算法抑制OAM复用通信系统串扰43-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 non-Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统的串扰及抑制方法研究48-71
• 4.1 non-Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统的影响48-65
• 4.1.1 non-Kolmogorov大气湍流产生的像差对OAM光子概率分布的影响48-55
• 4.1.2 广义Von Karman谱大气湍流对OAM复用通信系统强度、相位、误码率的影响55-60
• 4.1.3 广义指数谱大气湍流对OAM复用通信系统强度、相位、误码率的影响60-65
• 4.2 基于MIMO均衡技术抑制non-Kolmogorov模型大气湍流对OAM复用通信系统串扰的方案65-66
• 4.3 不同MIMO均衡算法对OAM复用通信系统串扰的抑制66-70
• 4.3.1 不同MIMO均衡算法对QPSK信号星座图的恢复67-69
• 4.3.2 不同MIMO均衡算法对OAM复用通信系统误码率的调整69-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第五章 总结与展望71-73
• 5.1 课题研究总结71-72
• 5.2 课题研究展望72-73
• 参考文献73-75
• 附录1攻读硕士学位期间参加的科研项目75-76
• 致谢76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘继承,段玉波,姚建红,王利国,刘勇智;多路通信系统中的信号分割[J];大庆石油学院学报;2001年04期

2 金利民;高速公路网络环境下通信系统的建设模式[J];交通标准化;2002年04期

3 汤晓青,姜伟薇;电厂通信系统[J];通信管理与技术;2004年02期

4 杨兴磊;李秀峰;吴超;;通信系统的非线性特性研究[J];电子质量;2006年03期

5 于晓东;高会生;;基于模糊理论的通信系统有效性分析[J];通信技术;2008年06期

6 王宏;;郑西高铁通信系统的业务保护分析[J];科技传播;2011年07期

7 李花美;刘淑芹;;浅谈银行代收话费业务在通信系统的实现[J];科技信息;2011年24期

8 刘广杰;陈志刚;;CDMA通信系统发射机模型设计[J];电脑与信息技术;2011年05期

9 ;《消防员单兵通信系统通用技术要求》行业标准实施[J];消防技术与产品信息;2013年10期

10 ;国家级通信系统开发基地建成[J];电信技术;1995年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张亮;;应用云技术打造通信系统集中网管平台[A];第十三届中国科协年会第11分会场-中国智慧城市论坛论文集[C];2011年

2 张琳;辛永平;范文新;刘海峰;;基于排队论的防空通信系统性能优化分析[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年

3 张亮;;应用云技术打造通信系统集中网管平台[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年

4 王宝;;特殊通信系统的设计研究[A];OFweek宽带通信与物联网前沿技术研讨会论文集[C];2013年

5 万兴立;;浅析高速公路通信系统方案的研究[A];2013年7月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2013年

6 张兴隆;苏罗辉;杨敏;;超高可靠安全关键通信系统研究[A];探索 创新 交流（第4集）——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年

7 郑涛;尹军祖;张民;高航;;关于《公安通信系统》课程实验设计的思考[A];北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集[C];2007年

8 胡英楣;沈文海;陆春信;;多进程并发在国内通信系统的应用[A];信息技术在气象领域的开发应用论文集（二）[C];2006年

9 王铁峰;霍志成;焦玉斌;;通信系统在复杂电磁环境下的防护[A];创新驱动，加快战略性新兴产业发展——吉林省第七届科学技术学术年会论文集（上）[C];2012年

10 薛彩姣;张卓;张洪顺;朱红伟;;CDMA通信系统中的几种编码序列及仿真[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 郑凤岐 通讯员 杨建军;我省着手建设防治非典信息通信系统[N];山西日报;2003年

2 本报记者 郑凤岐 本报通讯员 杨建军;我省为何要建防治非典信息通信系统[N];山西日报;2003年

3 陈翔;揭密地铁5号线通信系统[N];中国计算机报;2007年

4 陆芬华;南阳装备地下救生通信系统[N];人民公安报·消防周刊;2009年

5 特约通讯员 王群 龙泽群;全军通信系统研究生培养走上快车道[N];解放军报;2000年

6 刘葵;天诺移动跟踪和通信系统问世[N];通信产业报;2000年

7 记者 杨珏;我省防治非典信息通信系统正式启动[N];山西日报;2003年

8 李进才 盛道文;黄河通信专网自己的通信系统[N];中国水利报;2004年

9 记者赵亚辉;CDMA通信系统全面升级[N];人民日报;2003年

10 本报记者 逄丹;建设立体通信系统迫在眉睫[N];通信产业报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 谭庆贵;卫星光CDMA通信系统及关键技术研究[D];电子科技大学;2006年

2 吴国强;编队小卫星星间通信系统设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

3 江小平;舰载通信系统及其关键技术研究[D];华中科技大学;2007年

4 梅林;加权类分数傅立叶变换及其在通信系统中的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 齐本胜;皮卫星星载通信系统的研究[D];浙江大学;2002年

6 陈殿仁;激光目标识别与通信系统研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年

7 刘其凤;通信系统中电磁脉冲效应的混合仿真方法和作用机理研究[D];上海交通大学;2010年

8 林雁;LTE无线通信系统若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年

9 张炬;TDMA和CDMA通信系统关键技术研究[D];电子科技大学;2002年

10 孙海欣;基于动态谱接入的变换域通信系统及其关键技术研究[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张晶;基于MTM的车载通信系统安全性研究与实现[D];吉林大学;2010年

2 王旭光;多干扰源对车载通信系统的电磁耦合预测[D];西安电子科技大学;2014年

3 房宵杰;时频联合变换域通信系统信号设计与性能分析[D];哈尔滨工业大学;2012年

4 陈迪盛;基于AIE模式的混合加密研究及其在3G通信系统上的应用[D];暨南大学;2008年

5 肖楠;基于通信系统载波同步的最佳干扰研究[D];电子科技大学;2013年

6 董超;基于时频分析和伪随机相位调试的变换域通信系统的关键技术研究[D];吉林大学;2012年

7 郭捷敏;M(o|¨)bius变换在数字基带通信系统中的应用及仿真[D];华侨大学;2006年

8 孙文博;平流层通信系统研究[D];北京邮电大学;2010年

9 赵海滨;一种WCDMA通信系统收发前端技术研究[D];电子科技大学;2005年

10 黄良希;基于机动车自动化路考系统的车载通信系统研究与开发[D];中北大学;2008年

  本文关键词：大气湍流模型对OAM复用通信系统的串扰及抑制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：499102