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1、摘要光无线通信（OWC）技术结合了光纤通信和无线电通信的优势，随着半导体激光器技术和光电探测器件的日益完善而重新兴起。光无线通信具有宽带大容量、安装快捷、机动灵活、低成本、无需频率申请等优点，具有广阔的应用前景。但光无线通信是以大气信道作为传输媒介，因此大气信道对光无线通信系统的影响较大。本文主要针对光无线通信系统中大气信道的干扰而采取的信道编码方案turbo码技术开展了深入的理论研究和系统设计，具体内容如下：(1)系统的综述了光无线通信的发展历史和应用分类，分析了其技术优势和劣势，介绍了国内外的研究概况。(2)提出了影响光无线通信系统信号传输的主要因素。分析了大气衰减、大气湍
2、流、系统平台振动、背景光噪声的形成原因和理论模型，详细仿真分析了系统平台振动的理论模型。(3)详细分析了Shannon的信道编码理论，比较了历史上出现过的各种信道编码方案，建立了大气信道的信道容量模型，采用蒙特卡罗方法仿真分析了所建立的模型。(4)对turbo码编码结构和编码原理进行了详细的分析，推导了大气信道下基于OOK、BPSK、BPPM调制方式下的MAP译码算法，比较了不同调制模式下的turbo码光无线通信系统性能。(5)首次分析了一种新的turbo码即双模turbo码的编译码原理，分析了双模turbo码在光无线通信系统中的应用，比较了普通turbo码和双模turbo码在
3、光无线通信系统中的应用。(6)选择了光无线通信系统中的激光器，设计了激光器的驱动电路和功率控制电路，比较和选择了发射和接收光学天线系统。(7)设计了一套光无线通信系统，分别在室内和室外环境下对所设计的系统进行了长时间的实验测试。关键词：光无线通信大气信道信道编码turbo码光学天线IAbstractOpticalwirelesscommunication(OWC)systembondstheadvantageoffibercommunicationandradiocommunication,itspringsupagainalongwiththedevelopmentofthe
4、progressofthesemiconductorlasersandoptoelectronicdetectors.ThemainadvantagesofOWCsystemarethathighbandwidth,largecapacity,quickdeployment,flexibility,lowcost,license-freeallocation,soithaswidelypromisingapplication.HowevertheOWCsystem’stransmissionmediumisatmosphericchannel,theatmosphericcha
5、nnelseriouslyimpactthecommunicationquality.Inthisdissertation,wefocusonturbocodedOWCsysteminordertoeliminateatmosphericchanneldisturb,severaltheoreticalstudiesandsystematicdesignhavebeencarriedoutasthefollowing:(1)TheOWCsystem’sdevelopmentalhistoryandapplicationclassificationaresystematicall
6、ysummarizedinbrief,thetechnicaladvantageanddisadvantageareanalyzed,andthedomesticandforeignresearchesstatusisintroduced.(2)ThemainfactorswhichinfluencetheOWCsystem’ssignaltransmissionarepresented.Thetheoreticalmodelsofatmosphericattenuation,atmosphericturbulence,systemictableswayingandbackgr
7、oundlightnoiseareanalyzed,theopticaltableswayingtheoreticalmodelissimulatedparticularly.(3)TheShannonchannelcodingtheoryisanalyzedindetailed,thevariouschannelcodingprojectsinhistoryarecompared,atmosphericlightchannelcapacity’smodelisestablished,and
