适应三峡库区复杂天气的无线光接入系统应用研究

发布时间：2019-11-03 13:48

【摘要】：三峡库区内山河阻隔,居民分散,光纤通信线路架设极具挑战性。自由空间光通信(FSO)技术具有传输容量大速率快、不受电磁干扰、无需频谱许可、组网灵活、搭建快捷、成本低等优点,相比传统的光纤通信系统而言,最大的特色就是不受地形限制,适合库区网络组建。但是激光信号在大气信道传输过程中,易受大气衰减效应和湍流效应的影响,并且三峡库区降水丰富且多云雾,大气环境复杂多变,对FSO信息传输负面影响较大。为研究适应三峡库区复杂天气的无线光接入应用系统,本文从以下几个方面开展研究工作:(1)三峡库区大气传输信道。调查库区历年天气状况,研究大气信道理论模型,分析大气吸收和大气散射基本原理及其对信号传输产生的影响。建立Gamma-Gamma模型研究大气湍流的强弱程度,为后续相关研究提供理论基础。(2)中继转发和接收技术。首先分析空间传输损耗和收发对准误差损耗;然后研究几种接收技术对系统性能的改善情况。大孔径接收技术能有效的抑制光强闪烁对FSO传输信号造成的影响,接收孔径的增大能逐渐改善光信号的接收质量,根据实际应用研究合适的接收孔径范围;考虑到分集接收能有效的抵抗信号衰落影响,先研究空间分集技术的基本原理,再分析并比较几种合并算法的性能,从性能和复杂度两方面分析得出等增益合并算法性能最优;中继辅助FSO通信技术不仅用于远距离空间通信,而且还可以抵抗大气湍流的影响,通过比较证明全光放大转发中继性能优于电放大转发中继。(3)调制/解调与编/解码技术。低密度奇偶校验(LDPC)码性能优良,接近香农理论极限,应用在FSO系统中能改善系统误码性能;正交频分复用(OFDM)技术频谱效率高,能有效抑制大气湍流造成的影响。仿真实验分析不同湍流强度、子载波的不同调制方式对FSO-OFDM系统性能的影响;在此基础上制作了相关实验样机,实现FSO通信过程,该样机采用强度调制/直接检测(IM/DD)技术,可用于实时音频通信,在信道上添加阻挡物模拟雾天通信过程。
【学位授予单位】：重庆三峡学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN929.1

【参考文献】