零差相干光通信調制解調技術研究.pdf

1、零差相干光通信是星間通信領域的發(fā)展趨勢，與傳統(tǒng)的微波通信系統(tǒng)相比，空間光通信具有高速率、長距離、系統(tǒng)體積小、功率需求低、安全性能高等優(yōu)勢，相干光通信技術比強度調制直接探測（IM/DD）通信方式具有更高的接收靈敏度，一般提高約10~20dB。零差相干光通信主要關鍵技術有光鎖相環(huán)和調制解調技術，光鎖相環(huán)能夠實現(xiàn)本振光與信號光頻率相位同步，是零差相干光通信高靈敏度的保證。
　　本文首先介紹了零差相干光通信調制解調方案的選取，光調制選擇了

2、最簡單的光學相位調制—BPSK（二進制相移鍵控）調制，這種調制方式能最大限度實現(xiàn)零差相干光通信高靈敏度的優(yōu)勢；相干解調的核心是光鎖相環(huán)，文中比較幾種常用的光鎖相環(huán)的性能及其優(yōu)缺點，并根據(jù)現(xiàn)有條件選擇平衡鎖相環(huán)和科斯塔斯鎖相環(huán)，深入分析兩種鎖相環(huán)的工作原理，計算得到在相同噪聲影響下，兩種鎖相環(huán)在誤碼率為10-9下解調的極限靈敏度約為21photons/bit、18photons/bit。
　　然后根據(jù)理論分析結果應用軟件Optisy

3、stem對零差相干光通信系統(tǒng)做了仿真分析，仿真結果表明激光器線寬越窄、接收光功率越高、傳輸速率越低相干接收靈敏度越高；接著應用Matlab中的simulink平臺搭建更為全面的光通信仿真模擬系統(tǒng)，分別模擬了平衡鎖相環(huán)和科斯塔斯鎖相環(huán)的鎖相性能，并測得兩種鎖相環(huán)在相同的散粒噪聲影響下，其解調的極限靈敏度符合理論計算結果，并進一步仿真了在接收光功率為-60dBm下，兩種鎖相環(huán)相干解調的誤碼率分別為8.27×10-6、2.67×10-6。