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弱湍流条件下大气光通信的阈值优化方法

李菲 路后兵

李菲, 路后兵. 弱湍流条件下大气光通信的阈值优化方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1211004-1211004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1211004
引用本文: 李菲, 路后兵. 弱湍流条件下大气光通信的阈值优化方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1211004-1211004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1211004
Li Fei, Lu Houbing. Optimization method for detection threshold of atmospheric optical communication under weak turbulence condition[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(12): 1211004-1211004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1211004
Citation: Li Fei, Lu Houbing. Optimization method for detection threshold of atmospheric optical communication under weak turbulence condition[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(12): 1211004-1211004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1211004

弱湍流条件下大气光通信的阈值优化方法

doi: 10.3788/IRLA201645.1211004
基金项目: 

国家自然科学基金(11375263)

详细信息
    作者简介:

    李菲(1981-),男,讲师,博士,主要从事大气激光通信方面的研究。Email:18019541288@189.com

  • 中图分类号: TN929.12

Optimization method for detection threshold of atmospheric optical communication under weak turbulence condition

  • 摘要: 大气湍流引起的闪烁效应会严重影响大气光通信系统的性能。自适应判决阈值技术虽然可以有效改善大气光通信系统的误码率(BER),但是难以进行实时应用。提出了一种根据各种参数统计值,将阈值设置为常量的阈值优化方法。主要考虑乘性高斯噪声并假设闪烁满足对数正态分布,分析了湍流信道中大气光通信系统的最优常量阈值,并将数值分析结果与弱湍流条件下的实验数据进行对比。对比的结果显示,最优常量阈值方法是有效可行的,相对于自适应阈值的性能降低也是可以接受的。分析还显示,在忽略孔径平均效应条件下,最优常量阈值主要取决于对数光强起伏方差和平均接收光功率,而其他参数的影响基本可以忽略。基于分析结果,提出了可以在实际应用中估计最优常量阈值的非线性模型。
  • [1] Andrews L C, Philips R L, Hopen C Y. Laser Beam Scintillation with Applications[M]. Washington:SPIE Press, 2001.
    [2] Yang Xiuqing, Chen Haiyan. Application of optical communication technique in the Internet of Things[J]. Chinese Optics, 2014, 7(6):889-896. (in Chinese)杨秀清, 陈海燕. 光通信技术在物联网中的应用[J]. 中国光学, 2014, 7(6):889-896.
    [3] Han Qiqi, Wang Qiang, Ma Jing, et al. Experimental research on vibration influence and compensation of space light to fiber coupling efficiency[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(3):932-939. (in Chinese)韩琦琦, 王强, 马晶, 等. 振动对空间光-光纤耦合效率影响及补偿实验研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(3):933-939.
    [4] 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)
    [5] Xu Shengchen, Yu Song, Ke Chaofan, et al. Experiment on auto-compensation method of phase drift in optical coherent-detection system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2):481-484. (in Chinese)
    [6] Guo Shu, Zang Lingling, Han Mingzhu, et al. Interval pulse position modualation in visible light communication[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(7):1760-1765. (in Chinese)郭树旭, 臧玲玲, 韩明珠, 等. 可见光通信的间隔多脉冲位置调制[J]. 光学精密工程, 2014, 22(7):1760-1765.
    [7] Song Hongfei, Che Ying, Zhao Xin, et al. Improvement of fiber coupling efficiency in atmospheric turbulence[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(12):3205-3211. (in Chinese)宋鸿飞, 车英, 赵馨, 等. 湍流环境中光纤耦合效率的提高[J]. 光学精密工程, 2014, 22(12):3205-3211.
    [8] Wang Xu,Wang Tingfeng,Wang Dinan, et al. Rapid synchronization technology for wireless optical link[J]. Chinese Optics, 2014, 7(2):245-252. (in Chinese)王旭, 王挺峰, 王弟男, 等. 无线光链路快速同步技术[J]. 中国光学, 2014, 7(2):245-252.
    [9] Burris H R, Reed A E, Namazi N M, et al. Adaptive threshold for free-space optical communication receivers with multiplicative noise[J]. IEEE, 2002, 3:1473-1480.
    [10] Korotkova O, Andrews L C, Phillips R L. Model for a partially coherent beam in atmospheric turbulence with application in laser communication[J]. Optical Engineering, 2004, 43:330-341.
    [11] Andrews L C, Philips R L. Laser Beam Propagation Through Random Media[M]. Washington:SPIE Press, 2005.
    [12] Li F, Hou Z H, Wu Y. Experiment and numerical evaluation of bit error rate for free-space communication in turbulent atmosphere[J]. Optics Laser Technology, 2012, 45:104-109.
    [13] Gagliardi R M, Karp S. Optical Communications[M]. New York:Wiley-Interscience, 1995.
  • [1] 郭盈池, 李浪, 李晨, 高春清, 付时尧.  面向星地激光通信的大气湍流预报研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20230729-1-20230729-13. doi: 10.3788/IRLA20230729
    [2] 傅万旺, 郭优, 张越行, 陈纪笋, 姜义君, 李密.  大气信道下窄线宽激光器对相干通信系统性能影响研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220219-1-20220219-10. doi: 10.3788/IRLA20220219
    [3] 杨祎, 刘妍, 王艺龙, 张建磊, 杨方明.  水下复合信道对GMSK无线光通信系统性能的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210622-1-20210622-11. doi: 10.3788/IRLA20210622
    [4] 侯阿慧, 胡以华, 赵楠翔, 董骁, 曾祥熙.  光子探测距离漂移误差与大气湍流效应建模分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200192-20200192. doi: 10.3788/IRLA20200192
    [5] 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
    [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] 许云祥, 吴斌, 汪勃.  卫星相干光通信多普勒频移开环估计技术 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 922004-0922004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0922004
    [10] 国爱燕, 高文军, 周傲松, 程竟爽, 何善宝.  星间光通信无信标捕跟瞄技术 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1022002-1022002(7). doi: 10.3788/IRLA201786.1022002
    [11] 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
    [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] 顾健, 艾勇, 陈晶, 单欣, 胡国元.  扰动观测器在空间光通信PAT系统中的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 122003-0122003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0122003
    [14] 王怡, 李源, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信中相干圆偏振调制系统性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822004-0822004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0822004
    [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] 陈牧, 柯熙政.  大气湍流对激光通信系统性能的影响研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822009-0822009(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0822009
    [17] 向劲松, 张明杰.  一种空间激光通信中模拟湍流效应的新方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2721-2725.
    [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.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-15
  • 修回日期:  2016-05-13
  • 刊出日期:  2016-12-25

弱湍流条件下大气光通信的阈值优化方法

doi: 10.3788/IRLA201645.1211004
    作者简介:

    李菲(1981-),男,讲师,博士,主要从事大气激光通信方面的研究。Email:18019541288@189.com

基金项目:

国家自然科学基金(11375263)

  • 中图分类号: TN929.12

摘要: 大气湍流引起的闪烁效应会严重影响大气光通信系统的性能。自适应判决阈值技术虽然可以有效改善大气光通信系统的误码率(BER),但是难以进行实时应用。提出了一种根据各种参数统计值,将阈值设置为常量的阈值优化方法。主要考虑乘性高斯噪声并假设闪烁满足对数正态分布,分析了湍流信道中大气光通信系统的最优常量阈值,并将数值分析结果与弱湍流条件下的实验数据进行对比。对比的结果显示,最优常量阈值方法是有效可行的,相对于自适应阈值的性能降低也是可以接受的。分析还显示,在忽略孔径平均效应条件下,最优常量阈值主要取决于对数光强起伏方差和平均接收光功率,而其他参数的影响基本可以忽略。基于分析结果,提出了可以在实际应用中估计最优常量阈值的非线性模型。

English Abstract

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