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1、无线光通信系统大气信道特性的分析研究2010年第6期中图分类号:TN249文献标识码:A文章编号:1009—2552(2010)06—0191—03无线光通信系统大气信道特性的分析研究于春风,王倩,于守淼(海军航空工程学院青岛分院,青岛266041)摘要:介绍了大气激光通信的基本原理,关键技术和应用领域;分析了大气信道对无线光通信系统的影响,着重分析大气的衰减效应和大气的湍流效应;指出在我国特定地区进行大气信道测试的必要性;最后介绍和分析了大气信道特性的主要测试方法.关键词:无线光通信;大气衰减;大气湍流;信道测试Analysisfort
2、heatmosphericchannelcharacteristicsinwirelessopticalcommunicationsystemsYUChun.feng,WANGQian,YUShou—miao(QingdaoBranchofNavalAeronauticalEngineeringAcademy,Qingdao266041,China)Abstract:Theprinciple,keytechniquesandapplicationoflasercommunicationinatmosphereareintroducedin
3、thispaper.Theatmosphericeffectstothewirelessopticalcommunicationsystemsareelaberated,andtheemphasisistheatmosphericdegradationsandturbidityeffects.Itpointsoutthenecessityofthetestingatmosphericchannelcharacteristicsinspecificregionofthecountry.Atlast,itanalyzesthemainmeas
4、urementoftheatmosphericchannelcharacteristics.Keywords:wirelessopticalcorrmatmication;atmosphericattenuation;atmosphericturbulence;channeltesting0引言无线光通信又称为自由空间激光通信(Free—SpaceOptics,简称FSO),是指一种通过在自由空间中传输激光信号来实现点对点,点对多点或多点对多点间语音,数据,图像信息的双向通信的技术.FSO具有传输速率高,无需申请频段许可,成本低,抗干扰性
5、强,传输保密性好,组网方便灵活等特点,广泛应用于移动通信基站互连,多用户局域网延伸以及各种临时网络的信息无线传输和星际激光通信领域¨J.军事上则可应用于战斗打响前无线电静默期间的短距离通信,或战斗打响后的保密通信,海岸与海岸之间,海岛之间,边防哨所之间,舰船之间,导弹发射现场与指挥中心之间的短距离通信等.FSO在拥有上述优势的同时,由于其传输媒质是大气,激光信号裸露在大气中进行传输,势必会受到大气信道的影响.因此,研究和掌握大气信道对于FSO系统性能的影响是决定FSO可行性的关键技术.本文主要介绍大气信道对于无线光通信系统的影响,以及测量
6、大气信道特性的主要方法.1无线光通信系统的组成无线光通信系统主要包括发射,接收两部分如图l所示.待传输的信号经编码后,按照调制方式加载到激光载波上,最后经光学发射天线将信号经大气信道传送到接收端;接收光学天线将接收到的光信号转化为电信号,并经过信号放大,解调,解码等过程将信息还原.图1无线激光通信系统原理图接收信号收稿日期:2010—03—29作者简介:于春风(1983一),男,助教,硕士研究生,研究方向为航空电气工程.一191—现有的FSO系统一般采用850nm和1550nm近红外波段的半导体激光器,有研究表明,在同样条件下,1550n
7、m波段的激光传输性能比850nm的优越J.美国近几年发展了中红外波段(8一l0)的激光器和探测器技术,文献[3]指出:由于中红外波段受到的大气散射小,在恶劣天气条件下的传输性能较近红外波段优异,因此将成为FSO的另一选择.FSO系统普遍采用强度调制/直接检测(IM/DD)系统,其调制方式主要有开关键控(OOK),脉冲位置调制(PPM),差分脉冲位置调制(DPPM),数字脉冲间隔调制(DPIM)以及双头脉冲间隔调制(DH.PIM)引.2大气信道对无线光通信系统的影响大气激光通信受天气状况,地形条件,外来物的影响较大,难以实现全天候,超视距的
8、通信,这是一直困扰无线光通信性能的问题,一旦大气激光通信技术能克服气候因素的影响,能实行全天候通信,大气激光通信不失为一种非常好的通信手段.大气的影响主要分为大气衰减效应和大气湍流效应.大气衰
