面向模式分集空间光通信系统的数字信号处理算法研究

发布时间：2022-02-17 13:46

　　随着自由空间光通信系统使用场景的扩展,终端数的大幅增长,全社会对自由空间光通信系统流量需求正在提升,针对自由空间光通信系统的补偿手段成为了本领域的研究热点之一。空间分集技术大多基于多天线接收,系统复杂度较高。模式分集技术采用少模光纤接收光信号,能支持数个正交模式同时传输,传输中在空间光信道激发出的高阶模式信号可利用模式的正交性进行模式分集接收。由此,基于少模光纤的面向模式分集空间光通信系统应运而生。本文探究了面向模式分集空间光通信系统中的关键基础技术,重点研究了面向模式分集空间光通信系统的数字信号处理算法,并搭建了模式分集合并补偿仿真系统及试验系统,并测试了其性能。本文的工作内容主要包括以下几个方面:首先,介绍了面向模式分集空间光通信系统的基本结构,探讨了面向模式分集空间光通信系统的关键基础技术。从麦克斯韦方程组出发,对少模光纤中的模式传输特性进行了分析,讨论了模式传输的理论基础,对相干接收技术进行了理论分析与介绍。其次,从面向模式分集空间光通信系统中可能出现的各类损伤出发,研究了系统中的数字信号处理算法,分析了正交不平衡补偿算法、位同步算法、偏振解复用算法、载波同步算法、模式分集合并... 

【文章来源】：吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 论文的主要工作
第2章 面向模式分集空间光通信系统的理论基础
    2.1 面向模式分集的空间光通信系统
    2.2 少模光纤的模式特性
    2.3 相干接收技术
    2.4 本章小结
第3章 模式分集空间光通信系统的数字信号处理算法研究
    3.1 损伤补偿算法
        3.1.1 正交不平衡补偿算法
        3.1.2 位同步算法
        3.1.3 偏振解复用算法
        3.1.4 载波同步算法
    3.2 模式分集合并算法
        3.2.1 选择合并算法(SC)
        3.2.2 等增益合并算法(EGC)
        3.2.3 最大比合并算法(MRC)
    3.3 基于临近相位差求和的改进的载波同步算法
    3.4 本章小结
第4章 自由空间光通信中模式分集补偿性能的研究
    4.1 自由空间光通信中模式分集补偿的仿真
        4.1.1 大气信道建模
        4.1.2 系统仿真方案与性能分析
        4.1.3 仿真结果
    4.2 自由空间光通信中模式分集补偿的实验研究
        4.2.1 试验系统搭建
        4.2.2 结果分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于天基信息网络的地面信息港系统架构及服务模式研究[J]. 郑作亚,仇林遥,潘一凡,周彬,柳罡.  中国电子科学研究院学报. 2019(07)
[2]高低轨通信卫星联合组网和协议设计[J]. 冯建元,庞立新,李杰,闫文凯,周志成.  无线电通信技术. 2019(04)
[3]天基信息港及其多源信息融合应用[J]. 李斌,刘乘源,章宇兵,周彬.  中国电子科学研究院学报. 2017(03)
[4]Average bit error rate performance analysis of subcarrier intensity modulated MRC and EGC FSO systems with dual branches over M distribution turbulence channels[J]. 王冉冉,王平,曹天,郭立新,杨银堂.  Optoelectronics Letters. 2015(04)
[5]海洋遥感卫星发展历程与趋势展望[J]. 林明森,张有广,袁欣哲.  海洋学报. 2015(01)
[6]星地激光通信中克服大气湍流效应研究进展[J]. 马小平,孙建锋,侯培培,许倩,职亚楠,刘立人.  激光与光电子学进展. 2014(12)
[7]大数据系统和分析技术综述[J]. 程学旗,靳小龙,王元卓,郭嘉丰,张铁赢,李国杰.  软件学报. 2014(09)
[8]物联网技术与应用研究[J]. 钱志鸿,王义君.  电子学报. 2012(05)
[9]一种多光束发射和接收FSO系统的信道建模方法[J]. 徐建武,王红星,孙晓明,刘军.  中国激光. 2012(03)
[10]下一代互联网体系结构研究现状和发展趋势[J]. 吴建平,李星,刘莹.  中兴通讯技术. 2011(02)



本文编号：3629508