无线光通信系统接收端信号均衡技术研究

发布时间：2020-03-26 09:47

【摘要】：无线光通信是以光信号作为信息传输的载体,在大气信道中进行传输。由于其具有较高的通信速率以及良好的保密性等优点,现已成为国内外的研究热点。光信号在大气信道中传输时,会受到大气环境中各种不利因素的影响,导致接收端光信号能量衰减和码间串扰等现象产生,从而造成误码率增大。为了提高通信系统的通信性能,本文从系统接收端角度,研究了信号均衡技术,旨在改善码间串扰,降低通信系统的误码率。本文通过建立无线光通信系统模型,研究了大气信道对无线光通信系统的影响。分析了大气衰减效应,大气湍流效应以及当信号经过大气信道后,在时域上的脉冲展宽现象,并建立了其数学模型。本文对信号自适应均衡技术和盲均衡技术进行了研究。介绍了自适应均衡技术中的两种基本算法:最小均方误差算法(Least Mean Square,LMS)和递归最小二乘算法(Recursive Least Squares,RLS)。研究了基于Bussgang类盲均衡算法的原理,分析了恒模算法(Constant Modulus Algorithm,CMA),MCMA算法以及SAG-MCMA算法。本文基于CMA算法对其进行了改进,提出了一种新的级联均衡算法。对本文中的自适应均衡算法和盲均衡算法进行了仿真,分析了不同参数对均衡算法收敛性能的影响,并对比了在不同信噪比下,信号均衡前后的误码率大小。仿真结果表明,本文所提出的均衡算法其收敛性较未改进之前有了一定提升,同时也降低了误码率。本文通过搭建无线光通信实验测试系统,对均衡算法进行了验证。实验测试分为室内环境和真实大气信道两部分。通过对实验数据进行离线处理后得到,在不同的实验条件下,采用本文均衡算法处理后的信号误码率均得到改善,将误码率降低到10~(-6)左右,降低了2个数量级。并且对比了均衡前后的信号眼图,均衡后的“眼睛”张开程度变大,有效改善了信号间的码间串扰。从而验证了本文提出的均衡算法在实际无线光通信系统中的有效性,提高了通信系统的通信性能,为均衡技术在无线光通信系统中的应用提供了一定的借鉴意义。
【图文】：

动的过程之中，若Re的值相对较小时，流体的量会由于较大的粘力很快转化为热能而消散，为平流或者层流。当Re的值相对较大时，湍流身产生的能量，变成扰动的方式出现，而流体状态就称之为湍流。大气环境中，当有太阳光照能量或者其他热能对平稳的风速度值，通常维持在 1-5m/s 的范其特征尺度的值是一个非常大的量，进而使得个非常大的初始能量，，便会形成大尺度的湍流定的湍流状态可以分裂成较小的湍流，同样的流尺度变小时，特征尺度也在变小，雷诺系数小于粘力作用，不再分裂，使得当前湍流处于示意图。能量注入

第 4 章 无线光通信系统均衡技术的实验研究以上章节的内容主要是从理论方面和计算机仿真对均衡算法进行了分析。为了验证算法在实际通信系统中的性能，本章分别从实验室环境和真实信道环境两种情况下对均衡算法进行了半实物实验研究，对测试得到的数据进行离线处理，得出结论。4.1 无线光通信系统均衡技术室内环境下实验研究4.1.1 室内环境下实验系统构建为了验证本文提出的均衡算法在实际通信系统中的性能，在室内环境下搭建了一套无线光通信系统，用来进行实验数据的测试。实验系统中采用大气湍流池模拟大气信道进行实验探究。图 4.1 为实验系统示意图。高速示波器激光器光电探测器驱动处理电路激光电源发送端 大气湍流池 接收端
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN911.5;TN929.1

【参考文献】

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本文编号：2601281