基于激光的長(zhǎng)距離光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、人們對(duì)無(wú)線帶寬需求不斷提高，使無(wú)線電頻譜成為稀缺的資源。光具有非常高的帶寬，能夠?yàn)闊o(wú)線通信提供非常豐富的頻譜資源，光通信技術(shù)已成為無(wú)線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文研究了采用激光器(Laser Diode)作為光源的遠(yuǎn)距離光通信技術(shù)，并進(jìn)行了試驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。論文主要工作如下:
　　1.分析了光通信中的多種調(diào)制技術(shù)，包括OOK(On/offKeying)調(diào)制、PPM(PulsePosition Modulation)調(diào)制、DPIM（

2、Differential Pulse Interval Modulation，DPIM）調(diào)制以及DH-PIM(Dual-Header Pulse Interval Modulation)調(diào)制。對(duì)這四種調(diào)制方案的功率需求、帶寬需求以及傳輸速率等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比研究。OOK-NRZ(None Return toZero)調(diào)制發(fā)射機(jī)和接收機(jī)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，所以本文采用OOK調(diào)制的設(shè)計(jì)方案。
　　2.研究了信道特性對(duì)系統(tǒng)性能的影響。基于激

3、光的長(zhǎng)距離光通信系統(tǒng)一般應(yīng)用于室外通信，其傳輸媒介通常為大氣，所以其信道特性與自由空間光(FSO，F(xiàn)ree SpaceOptical)通信的信道特性一致。建立了包含大氣衰減、指向誤差和中等程度大氣湍流的FSO通信系統(tǒng)復(fù)合信道模型，在此模型的基礎(chǔ)上，分析并推導(dǎo)中等湍流條件下FSO通信系統(tǒng)端到端中斷概率和遍歷容量的解析表達(dá)式，并通過(guò)仿真對(duì)解析結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，仿真結(jié)果與理論值相吻合。
　　3.對(duì)光通信系統(tǒng)中的收發(fā)端電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)各種

4、激光器的種類與特性進(jìn)行了分析總結(jié)，對(duì)發(fā)射機(jī)電路的關(guān)鍵問(wèn)題包括激光二極管的調(diào)制速度、基帶電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力、激光二極管的使用壽命等進(jìn)行了針對(duì)性設(shè)計(jì);分析了接收端光電檢測(cè)器(PhotoelectricDiode，PD)的工作原理，設(shè)計(jì)了寬帶光電檢測(cè)器電路、前置放大器電路及主放大器電路;對(duì)發(fā)射端和接收端的硬件電路進(jìn)行了調(diào)試和改進(jìn)。
　　4.分析了光通信系統(tǒng)中的到達(dá)檢測(cè)算法。分析了能量檢測(cè)、雙滑動(dòng)窗、延時(shí)相關(guān)及延時(shí)相關(guān)加長(zhǎng)度保持等分組檢測(cè)算