留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

大气湍流对激光通信系统性能的影响研究

陈牧 柯熙政

陈牧, 柯熙政. 大气湍流对激光通信系统性能的影响研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822009-0822009(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0822009
引用本文: 陈牧, 柯熙政. 大气湍流对激光通信系统性能的影响研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822009-0822009(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0822009
Chen Mu, Ke Xizheng. Effect of atmospheric turbulence on the performance of laser communication system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 822009-0822009(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0822009
Citation: Chen Mu, Ke Xizheng. Effect of atmospheric turbulence on the performance of laser communication system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8): 822009-0822009(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0822009

大气湍流对激光通信系统性能的影响研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0822009
基金项目: 

国家自然科学基金(60977054);陕西省野13115冶科技统筹计划(2011KTCQ01-31);陕西省教育厅产业化培育基金(2010JC17)

详细信息
    作者简介:

    陈牧(1989-),男,博士生,主要从事相干光通信中噪声模型研究。Email:chenmuaj@163.com

    通讯作者: 柯熙政(1962-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事无线光通信方面的研究。Email:xzke@263.net
  • 中图分类号: TN929.12

Effect of atmospheric turbulence on the performance of laser communication system

  • 摘要: 大气湍流引起的光强起伏是影响激光通信系统接收信噪比和误码率的主要因素。文中旨在研究大气湍流状态对无线通信系统性能的影响。首先利用对数正态分布和Gamma-Gamma分布分别对信道进行建模,分析表明前者不适用于中强湍流下的光强起伏行为,而后者具有更广的应用范围。在此基础上,研究相位噪声对系统接收信噪比和误码率的影响。文中最后在不同信道条件下进行仿真实验,观察光强起伏方差引起的星座图变化和误码率恶化情况。实验结果表明,当光强起伏方差逐渐增大时,星座图相位角度和误码率均随之变大。文中的分析与讨论对提高激光通信质量具有一定的参考价值。
  • [1] Yuan Xiuhua,Zhao Ming,Zhao Yanli.Analysis and resolution for wireless optical communication in turbulent atmosphere[J].Infrared and Laser Engineering,2012,41(2):416-422.(in Chinese)元秀华,赵茗,赵彦立.湍流大气对无线光通信影响分析及解决方案[J].红外与激光工程,2012,41(2):416-422.
    [2] Yu Jiping,Qi Wenzong,Guo Chunfeng,et al.Numerical simulation of laser propagation through atmospheric turbulence[J].LaserInfrared,2008,38(6):523-527.(in Chinese)于继平,齐文宗,郭春凤,等.激光大气传输特性的数值模拟[J].激光与红外,2008,38(6):523-527.
    [3] Ricklin J C,Hammel S M,Eataon F D,et al.Atmospheric channel effects on free-space laser communication[J].J Opt Fiber Commun,2006,3(2):111-158.
    [4] Majumdar A K.Free-space laser communication performance in the atmospheric channel[J].J Opt Fiber Commun,2005,2(4):345-396.
    [5] Wang Yi,Zhang Ao,Ma Jing,et al.Effects of phase fluctuation and intensity scintillation caused by weak atmospheric turbulence to BER employing distributed antenna array[J].Infrared and Laser Engineering,2015,44(2):758-763.(in Chinese)
    [6] Li Fei,Wu Yi,Hou Zaihong.Analysis and experimental research on bit error rate for free-space optical communication systems through turbulent atmosphere[J].Acta Optica Sinica,2012,32(6):0606002-1-6.(in Chinese)李菲,吴毅,侯再红.湍流大气光通信系统误码率分析与实验研究[J].光学学报,2012,32(6):0606002-1-6.
    [7] Tu yanju,Zhou Xiaolin,Zhang Huijun,et al.Performance analysis of free space optical communication based on hybrid noise modle[J].Information and Electronic Engineering,2012,10(6):650-653.(in Chinese)屠艳菊,周小林,张惠俊,等.基于混合噪声模型的自由空间光通信性能[J].信息与电子工程,2012,10(6):650-653.
    [8] Fang X,Khalighi M,Bourennane S.Impact of different noise sources on the performance of PIN-and APD-based FSO receivers[C]//Proceedings of the 201111th International Conference on Telecommunications,2011:211-218.
    [9] Andrews L C,Philips R L,Hopen C Y.Theory of optical scintillation[J].Opt Soc Am A,1999,16(6):1417-1429.
    [10] Jiang Huilin,Tong Shoufeng.The Technology and System of Space Laser Communication[M].Beijing:National Defense Industry Press,2010.(in Chinese)姜会林,佟首峰.空间激光通信技术与系统[M].北京:国防工业出版社,2010.
    [11] Li J,Uysal M.Optical wireless communications:system model,capacity and coding[C]//IEEE 58th Vehicular Technology Conference,2003,1:168-172.
    [12] Li Bo,Wang Tingfeng,Wang Dinan,et al.Simulation of laser beam propagation through turbulence[J].Chinese Optics,2012,5(3):290-295.(in Chinese)李波,王挺峰,王弟男,等.激光大气传输湍流扰动仿真技术[J].中国光学,2012,5(3):290-295.
    [13] Vitasek J,Latal J,Hejduk S,et al.Atmospheric turbulences in free space optics channel[C]//International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP),2011:104-107.
    [14] Wang Defei,Chu Zhenfeng,Ren Zhenglei,et al.Influence of atmospheric turbulence on BER of laser communication system[J].LaserInfrared,2011,41(4):91-393.(in Chinese)王德飞,楚振峰,任正雷,等.大气湍流对激光通信系统误码率影响的研究[J].激光与红外,2011,41(4):91-393.
    [15] Xie Mengqi,Ke Xizheng.Effect of atmospheric turbulence on signal-to-noise ratio of free space optical system[J].Laser and Optoelectronics Progress,2013,50(11):65-71.(in Chinese)解孟其,柯熙政.大气湍流对无线光通信系统信噪比的影响研究[J].激光与光电子学进展,2013,50(11):65-71.
  • [1] 柏汉泽, 钟艺峰, 任炽明, 黄俊杰, 田劲东, 熊德平, 孙敬华.  高次谐波锁模飞秒掺镱光纤激光器的噪声情况 . 红外与激光工程, 2022, 51(8): 20210779-1-20210779-7. doi: 10.3788/IRLA20210779
    [2] 傅玉青, 段琦, 周林.  Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203013-0203013. doi: 10.3788/IRLA202049.0203013
    [3] 赵刚, 邓万涛, 夏惠军.  大气湍流对高能激光系统瞄准精度的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 81-89. doi: 10.3788/IRLA201948.S209001
    [4] 徐晨露, 郝士琦, 张岱, 赵青松, 宛雄丰.  综合斜程传输和光束扩展影响下的大气湍流相位屏组设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 404003-0404003(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0404003
    [5] 刘中辉, 陈纯毅, 姚海峰, 潘石, 向磊, 娄岩, 倪小龙.  基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205005-1205005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
    [6] 王怡, 王运敏, 马晶.  到达角起伏对上行星地激光通信系统性能的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 122001-0122001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0122001
    [7] 柯熙政, 宁川, 王姣.  大气湍流下轨道角动量复用态串扰分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1122002-1122002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1122002
    [8] 李瑶, 苏桐, 石峰, 盛立志, 强鹏飞, 赵宝升.  空间X射线通信系统误码率分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 622001-0622001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0622001
    [9] 李盾, 宁禹, 吴武明, 孙全, 杜少军.  旋转相位屏的动态大气湍流数值模拟和验证方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1211003-1211003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1211003
    [10] 吴君鹏, 刘泉, 于林韬.  Gamma-Gamma大气湍流中部分相干光通信系统性能研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322004-0322004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322004
    [11] 宋昭远, 姚桂彬, 张磊磊, 张雷, 龙文.  单频光纤激光器相位噪声的影响因素 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 305005-0305005(4). doi: 10.3788/IRLA201746.0305005
    [12] 陈牧, 柯熙政.  QPSK调制光通信中混合噪声的功率谱性能与误码率 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1022005-1022005(6). doi: 10.3788/IRLA201789.1022005
    [13] 周颖捷, 周安然, 孙东松, 强希文, 封双连.  差分像移大气湍流廓线激光雷达的研制 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1130001-1130001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1130001
    [14] 李玉杰, 朱文越, 饶瑞中.  非Kolmogorov大气湍流随机相位屏模拟 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1211001-1211001(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1211001
    [15] 李一芒, 高世杰, 盛磊.  近海激光通信分集技术对大气湍流扰动抑制的实验 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 322001-0322001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0322001
    [16] 李菲, 路后兵.  弱湍流条件下大气光通信的阈值优化方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1211004-1211004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1211004
    [17] 艾勇, 段梦云, 徐洁洁, 单欣, 陈晶, 熊准, 姜茹.  LC-SLM激光大气传输湍流模拟及通信实验分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3103-3109.
    [18] 王怡, 章奥, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信系统中弱大气湍流引起的相位波动和强度闪烁对DPSK调制系统的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 758-763.
    [19] 邓莉君, 柯熙政, 谌娟.  大气激光通信系统中频域解卷积抑制乘性噪声的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3676-3682.
    [20] 刘丹, 刘艳, 刘智, 王璞瑶, 周昕.  基于圆偏振移位键控的大气激光通信性能分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3111-3115.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  505
  • HTML全文浏览量:  90
  • PDF下载量:  302
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-05
  • 修回日期:  2016-01-08
  • 刊出日期:  2016-08-25

大气湍流对激光通信系统性能的影响研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0822009
    作者简介:

    陈牧(1989-),男,博士生,主要从事相干光通信中噪声模型研究。Email:chenmuaj@163.com

    通讯作者: 柯熙政(1962-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事无线光通信方面的研究。Email:xzke@263.net
基金项目:

国家自然科学基金(60977054);陕西省野13115冶科技统筹计划(2011KTCQ01-31);陕西省教育厅产业化培育基金(2010JC17)

  • 中图分类号: TN929.12

摘要: 大气湍流引起的光强起伏是影响激光通信系统接收信噪比和误码率的主要因素。文中旨在研究大气湍流状态对无线通信系统性能的影响。首先利用对数正态分布和Gamma-Gamma分布分别对信道进行建模,分析表明前者不适用于中强湍流下的光强起伏行为,而后者具有更广的应用范围。在此基础上,研究相位噪声对系统接收信噪比和误码率的影响。文中最后在不同信道条件下进行仿真实验,观察光强起伏方差引起的星座图变化和误码率恶化情况。实验结果表明,当光强起伏方差逐渐增大时,星座图相位角度和误码率均随之变大。文中的分析与讨论对提高激光通信质量具有一定的参考价值。

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回