光无线通信雾中误码率的研究

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1、表>大嗲毕业论文开题报告题目名称.院（系）光无线通信雾申误码率的硏究物理与光电工程学院专业班级应物11103班学生姓名指导教师李林辅导教师开题报告日期20154月2曰光无线通信雾中误码率的研究焦李•••番生师学导湾物理与光电工程学院林物理与光电工程学院一、题目来源科研真题二、研究的目的和意义自由空问光通信，也称为无线光通信，因为是一种无光纤的通信技术，所以乂称之为虚拟光纤技术。最简单的系统分为发射和接收两个部分。无线光通信技术的应用领域非常广泛，因为它不受光缆的约束，可以在无线宽广的光波波段选择工作波长不同的光束

2、。此时它的传输介质必然是大气。地面上激光通信是在THz光谱范围内传递数据信息的通信系统［21,这时也称之为光无线系统（WON）。最近儿年来，随着电子技术的进步，市场上已经冇许多光通信器件，发射端和接收端的系统稳定性和保密性也已经不是主要担心的问题，研究传输过程中遇到的问题受到技术限制的可能性比较小。因此如果想再往后发展，逐渐走向网络巾*场和齊及各行各业，研究激光通信大气信道屮的传输特性还是一个迫在眉睫的问题。大气屮的分子和气溶胶、云雾和降雨等天气现象造成的衰减与散射以及大气湍流造成的光强起伏和扩展，对无线激光通信

3、系统性能，尤其是信道部分，有了很大的破坏性。因此，如何降低大气粒子和大气湍流对系统性能的影响具有重耍的理论意义和研究价值，以便更好地应用丁•实际。无线激光通信在很大程度上受到传播介质的限制，而传播介质一般有W类：一种是离散随机分布于大气屮的各类大气粒子，这类固态或液态微粒会对激光信号的传输产生吸收、散射作用；另一种是连续的大气湍流随机分布，激光在湍流大气屮传输，当湍流起伏较强、传播距离较远时，光束的和干性会遭到严重地破坏，导致完全和干光退化成为部分相干光，大气湍流导致的一系列效应，会使信号发生改变，且对于地-空传

4、播路径，其试验与理论研究更为复杂。为了弥补激光大气传输时受到的大气粒子和大气湍流等的影响，可采用各种补偿技术。因此，为了在这方面能取得长足的进展，对大气传播路径上所遇到的一系列衰落进行研究是非常有必要的。三、国内外现状和发展趋势在我国，无线光通信的发展早在很多年前就已经使用了，那吋候还很原始，人们用烽火和狼烟来传输信息，成就了我国最古老的光通信技术，而在欧洲只是到了公元前5世纪才出现的。关于湍流大气的波传播、散射理论的研究，迄今己有半个多世紀。在20世纪中期，随着激光技术的不断发展，人们慢慢地开始探索新的空间激光

5、通信技术，又一次形成了大气激光通信的热潮，Obukhov就是利用了Rytov的平缓扰动法方便地求解出了随机介质中的波传播方程，随后Tatarskii等人利用了Kolmogorov谱研究分析的湍流统计理论f41中冇关湍流谱的结果，取得了实质性的突破

6、51。但是，在70年代出现了光纤通信，这方面研究的就少了，再加上大气激光通信受外界影响颇为严重，一时问研究发生了停滞，这才让曾经很辉煌大气激光通信研究陷入低谷。由于激光传输受外在条件的影响很人，国N研究无法全面的考虑到这些M题，如地理位置，人气气象条件等，而且对于随机粒

7、子等条件的限制很难准确的深入研究，所以在上个世纪，国内学考研究较少，主要集中在国外地区，而且研究的也不多。直到1995年，美国研允者L.C.Andrews对无线光通信中大zC揣流引起的自由空间光通信信道误码率进行了系统的分析研究和介纟ti。2006年StromqvistVetelino,Frida等对强湍流下的高斯波束进行了研究。美国著名学府哈佛大学采用了信道编码、MIMO、OFDM等技术对进入信道的信号进行了分析讨论，并在信道研究方面取得了很好的成绩。到目前为止，在信道理论部分的研究依旧处在前沿。如中科大、西电

8、电波所以及安大等在这一方血己经取得相当町观的进展，而且还在不断地发展研究。取得一定进展。二零零五年，南大通院对大气湍流弱湍流下水平链路信道的误码率进行了分析探讨，但是有一定的局限性，并没有进一步深入到强湍流以及地-空路径上去。2007年，中科院杨昌旗，姜文汉等人对孔径平均对自由空间光通信误码率的影响进行了深入研究。0前，对无线光通信当中所需要的接收器和发射器的要求基本已经达到，但由丁*传输过程中，传输媒介是大气，而且各个地方大气中的成分和气候条件差异非常大，所以进行这方血的研究时非常有必要的。大气对光通信的影响主

9、要分为两种，一种就是自然现象，一种就是大气湍流，而这两种引起的衰减都会对信号传输距离的远近和准确度有影响，难以实现全天候的无错宵线通信，使得大气激光通信无法进行大批量的应用到实际中去，假如大气激光通信技术能在物理层血得到很好的解决，降低或抑制气候因索的影响，人气激光通信将会成为一种很好的通信手段。一旦对大气信道产生影响的因素能够很好的解决或抑制，光通信系统将会迅速扩张或大