无线光副载波调制相位噪声特性及补偿技术研究

发布时间：2020-05-14 06:01

【摘要】：无线光通信(Wireless Optical Communication,WOC)是以激光束作为光载波,在自由空间传输信息的无线宽带通信技术。无线光通信中副载波调制可以有效的抑制大气湍流效应,但是系统接收端电解调模块中的相位噪声会导致系统性能劣化。研究无线光副载波多进制相移键控系统在湍流信道下受相位噪声影响的系统性能,为相位噪声估计与补偿提供了一定的理论依据。本文的主要内容包括:1.基于Tikhonov分布相位噪声模型,结合第一类贝塞尔函数性质推导了该模型概率密度函数的傅里叶级数表达式。在不同的相位噪声偏差下,分析对比了 Tikhonov相位噪声概率密度函数曲线与高斯分布概率密度函数曲线的特性。2.依据Born扰动理论,重点研究了Malaga大气湍流信道,给出了采用Malaga大气湍流概率密度函数表征Rice-Nakagami、Lognormal分布、双Gamma分布和K分布湍流信道时的参数设置,仿真对比了 Malaga大气湍流信道从K分布过渡到双Gamma分布时光强概率密度函数的变化曲线。3.结合傅里叶级数及MeijerG函数性质,获得Malaga湍流模型瞬时信噪比的概率密度函数,在Malaga湍流信道下推导了无线光副载波调制系统接收信号相位的傅里叶级数以及相位噪声影响下多进制相移键控(Multi-ary phase shift keying,MPSK)调制系统误符号率渐近表达式,分析了在不同调制阶数和光强起伏方差下相位噪声对系统误符号率的影响。推导了Tikhonov分布相位噪声模型的截断误差表达式,以及无线光副载波MPSK调制系统误符号率的截断误差表达式,分析了截断项数对无线光副载波调制系统误符号率的影响。4.研究了基于卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波的副载波正交相移键控(Quadrature phase shift keying,QPSK)调制系统相位噪声估计和补偿技术。在Lognormal大气湍流信道下,给出了接收端卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波对相位噪声估计和补偿的算法流程。通过仿对采用两种滤波算法进行相位估计和补偿后的系统性能进行了对比分析。研究结果表明:当相位噪声较小时,无线光副载波MPSK调制系统误符号率随着光强起伏方差增大而增大,相位噪声较大时,误符号率平层的出现受调制阶数的影响大于受湍流强度的影响,且随着调制阶数的升高,平层出现时所对应的平均电信噪比越低。最后,在湍流信道下使用卡尔曼和扩展卡尔曼滤波算法均能使受相位噪声影响而偏移的QPSK星座图中的相位点回到它们原本所处的判决区域内,补偿相位噪声带来的影响。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐清华;张爱敏;;相位噪声标准的研制[J];中国测试;2015年01期

2 Paul Smith;鲜为人知的相位噪声特性[J];世界电子元器件;2005年02期

3 张骏凌，张玉兴;直接数字频率合成器中的相位噪声分析[J];电子科技大学学报;1999年01期

4 连俊烈;;相位噪声测量法的改进[J];火控雷达技术;1986年01期

5 秦忠宇;;脉冲多卜勒雷达中相位噪声的分析和测量[J];宇航计测技术;1986年03期

6 杜武林;刘建中;;微处理机在相位噪声测量中的应用[J];宇航计测技术;1987年03期

7 邓明纫;;注入锁相源相位噪声的测试[J];宇航计测技术;1987年05期

8 S.戈德曼;任渊;;系统延迟线的作用分析[J];国外舰船技术.雷达与对抗;1987年Z1期

9 胡瑶浦;;射频和微波绝对相位噪声测量——载波抑制/解调法[J];现代雷达;1987年06期

10 费元春,陈世伟;一种高稳定的X波段本振源[J];北京工业学院学报;1988年01期

相关会议论文 前10条

1 刘宝东;;相位噪声测量多级流水算法研究与实现[A];2018年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2018年

2 姜春荣;谢碧华;王兆永;;信号源相位噪声的自动化测试系统[A];1991年全国微波会议论文集（卷Ⅱ）[C];1991年

3 耿涛;李刚;董雅宾;王军民;张天才;;激光自混频干涉效应中相位噪声的测量[A];第十一届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2004年

4 曹舟;唐小宏;刘勇;;W波段接收机前端中频相位噪声抵消技术研究[A];2009年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2009年

5 刘逸平;李镇;;降低宽带VCO相位噪声的一种有效措施[A];中国科学技术协会首届青年学术年会论文集（工科分册·上册）[C];1992年

6 顾忠诚;;L波段介质振荡器研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2007年

7 杨姗;苗俊刚;李俊洁;;本振相位噪声对干涉式毫米波接收机性能的影响[A];第二届微波遥感技术研讨会摘要全集[C];2006年

8 陈昌礼;洪兴楠;高葆新;;微波振荡器的相位噪声分析[A];1993年全国微波会议论文集（下册）[C];1993年

9 宛操;苏国东;孙玲玲;文进才;吕翔宇;程涛;;基于差分并联电感的294.2GHz-298.2GHz压控振荡器设计[A];2017年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2017年

10 唐诗文;唐小宏;刘勇;李志友;何松柏;;上下变频对相参本振的相位噪声抑制的研究[A];2019年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2019年

相关重要报纸文章 前2条

1 罗德与施瓦茨中国有限公司;信号源综合分析的高端技术[N];中国电子报;2008年

2 ;ADI：ADF4350[N];通信产业报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 李竹;基于CMOS工艺的微波毫米波宽带压控振荡器研究与芯片设计[D];东南大学;2017年

2 聂尧;基于极化信号处理的OFDM系统相位噪声消除研究[D];北京邮电大学;2018年

3 刘帆;可调谐半导体激光器的相位噪声及其对相干通信系统的影响[D];华中科技大学;2018年

4 许子杰;LTE上行链路信息传输中的关键技术研究[D];西安电子科技大学;2018年

5 贾石;基于微波光子的低相噪微波源和宽带太赫兹通信技术研究[D];天津大学;2017年

6 童国川;基于光子学的高质量微波信号发生及远距离稳相传输技术研究[D];浙江大学;2018年

7 马海虹;W波段低相噪锁相频综技术研究[D];电子科技大学;2007年

8 王玮;基于联合消息传递算法的相位噪声估计[D];郑州大学;2017年

9 曹哲玮;光电振荡器相位噪声的研究[D];东南大学;2017年

10 约翰（Jean Temga）;CO-OFDM系统中相位噪声的理论和实验研究[D];华中科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 李朋茹;CO-OFDM系统发送端IQ不平衡和相位噪声补偿研究[D];天津理工大学;2019年

2 王晨昊;无线光副载波调制相位噪声特性及补偿技术研究[D];西安理工大学;2019年

3 张楚乔;2μm波段激光线宽测量系统的相位噪声提取理论研究[D];北京交通大学;2018年

4 章青青;大线宽CO-OFDM系统中基于RF-Pilot的相位噪声补偿算法研究[D];浙江工业大学;2017年

5 唐学丽;CO-OFDM系统时频同步与相位噪声估计算法的研究[D];东北大学;2015年

6 何倩雯;圆形正交幅度光调制信号相位噪声与非线性传输性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

7 杨洋洋;远程光传输调制不稳定性导致相位噪声机理及抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2016年

8 段秀林;锁相环相位噪声模型及测量方法研究[D];西安电子科技大学;2018年

9 姜灏;高性能小数分频模拟锁相环关键技术研究[D];西安电子科技大学;2018年

10 张晓兵;零差接收机相位噪声消除和IQ不平衡补偿技术研究[D];西安电子科技大学;2018年

，

本文编号：2662914