基于时间分集FSO/CDMA搭线信道的性能分析

发布时间：2020-12-25 09:57

　　自由空间光(Free space optical,FSO)通信又称大气无线光通信,具有传输速率高、灵活性强、无需频率申请等优点。然而,大气湍流效应会严重损害FSO通信系统的性能,降低FSO通信系统的可靠性。同时,当系统存在外部窃听用户时,由于光束半径的扩展,FSO通信系统的物理层存在安全隐患。为了同时提高FSO系统的物理层安全性与可靠性,本文采用光码分多址(Optical Code Division Multiple Access,OCDMA)技术,研究基于时间分集的FSO/CDMA搭线信道。主要研究内容如下:1)建立了基于时间分集的FSO/CDMA搭线信道模型,利用雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)光子计数模型,考虑了大气湍流、APD噪声、背景光噪声和不同延时对系统可靠性的影响,基于二进制非对称信道模型,利用保密容量评估了时间分集FSO/CDMA搭线信道的物理层安全。对合法用户和窃听用户的误码率性能进行了数值分析讨论和Opti System仿真,并通过二者的误码率进一步计算得到了系统的保密容量。结果表明,通过设置适当的延时,可以有效地提高时间分集FSO... 

【文章来源】：深圳大学广东省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

大气信道中的湍流示意图

基于时间分集FSO/CDMA搭线信道的性能分析15AtmosphericturbulenceBeamsplitterAliceEveBob图2-3窃听用户靠近发射机窃听时FSO搭线信道示意图在空地FSO信道中存在更宽的激光束，FSO传输距离的跨度可从几公里到几十公里。当激光束的主瓣较宽时，安全问题对FSO通信尤为重要。因此加拿大研究人员对于空地FSO通信系统考虑了一个最坏的情况[71]，存在一个窃听器位于地面站附近，目的是拦截从空中站发送到地面站的信息，系统模型图如图2-4所示。图2-4在地面站附近存在窃听用户的空地FSO通信系统中国科学技术大学提出在地面点对点FSO通信中，即使发射机（TX）在视距范围内向合法接收机（RX）发送信息，也会有窃听器（EX）通过非视距散射信道从其接收的信号获得信息[16]。其几何结构如图2-5所示。其中，TX和RX的位置是固定的，Ex的位置为了能够尽可能地接收较强的信号可在发散激光束之外自由移动。

基于多波长PPM的FSO/CDMA系统图

【参考文献】：
期刊论文
[1]空间激光通信最新进展与发展趋势[J]. 高铎瑞,李天伦,孙悦,汪伟,胡辉,孟佳成,郑运强,谢小平.  中国光学. 2018(06)
[2]空间激光通信最新进展及发展建议(本期优秀论文)[J]. 曾智龙,刘兴,孙晖,覃智祥,罗广军,吴应明,王侠.  光通信技术. 2017(06)
[3]日本计划2019年发射“激光数据中继卫星”[J]. 王存恩.  国际太空. 2015(11)
[4]16-QAM调制的双偏振100-Gb/s码分复用-正交频分复用信号的产生和传输（英文）[J]. 郭昌建,戴龙玲,黄凌晨,刘柳.  华南师范大学学报(自然科学版). 2014(04)
[5]双伽马湍流信道下多阶脉冲位置调制误码率性能分析[J]. 鞠茂光,岳鹏,刘增基,易湘.  光电子.激光. 2013(09)
[6]Scintillation reduction using multi-beam propagating technique in atmospheric WOCDMA system[J]. 赵雅琴,许丹丽,钟鑫.  Chinese Optics Letters. 2011(11)



本文编号：2937428