自由空间光通信传输系统的研究与实现

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1、上海大学硕士学位论文摘要自由空间光通信(FSO)融合了光通信和无线通信的技术优势，是提供快速、低价、安全的宽带接入的有效手段，能够实现数据、话音、视频业务的高速传输。自由光通信传输系统的链路受大气湍流的影响，使得光信号强度和相位产生随机波动，这种光强度波动叫做“衰落”，会增加链路的错误概率，削弱传输性能，尤其在远距离传输时，衰落问题更为突出。因此如何使得FSO全天候、远距离有效传送信号是一个必须解决的问题。。本文根据FSO的传输原理，分析了在大气空间中传送信号的可行性并详细介绍了具体的解决方案及传输系统收发模块的硬

2、件实现。本文首先结合光通信和无线通信的特点，阐述了FSO传输系统的实现方案、发展现状和研究意义。介绍了FSO传输系统收发结构、工作原理及其各主要功能模块。针对自由光通信中大气湍流以及通信距离对接收端误码率的影响，提出利用空间分集技术，通过对多发射器、多发散角的最优选择来改善信噪比，降低误码率，从而在接收端准确恢复出信息。针对移动FSO传输系统震动对信号传输的影响，提出了测量震动的工作原理和方法。然后，对FSO传输系统的硬件设计方案作了详细介绍，提出了一种同步信号复接方法，该方法解决了FSO收发系统中的视频、音频、以

3、太网等信号的同步问题。对电路中所选用的器件的具体应用作了介绍，对复接方案中的CPLD的实现作了详细的描述。本文最后对FSO传输系统作了总结和展望。模拟测试结果表明，本文提出的FSO传输系统是切实可行的，对下一步的现场试验打下了坚实的基础。关键词：自由空间光通信，数据复接，空间分集技术V上海大学硕士学位论文AbstractFSO(Freespaceoptical)combinestheadvantageofopticalcommunicationsandwirelesscommunications，whichprov

4、idesfast，inexpensive，safeandeffectivemeanstobroadbandaccess．Itachieveshigh-speeddata,voiceandvideotransmissionbusiness．FSOcommunicationlinksaresusceptibletotheatmosphericturbulence，makingopticalsignalintensityandphasewithrandomfluctuation,whichwillincreasethep

5、robabilityoferrorandweakentransmissionperformance，especiallyinlong—distancetransmission，fadingissueismoreprominent．SohowtorealizeFSOall—weather,long—distancetransmissioneffectivelyisaproblemthatmustbesolved．AccordingtotheprincipleoftheFSOtransmissiontheory,thi

6、spaperanalyzesthefeasibilityofsignalstransmissionintheairspaceandintroducesthesolutionschemeandhardwarerealizationindetail-Firstly,thepapercombinesthecharactersofopticalcommunicationsandwirelesscommunicationsandexpatiatethescheme，developmentandresearchmeaningo

7、fFSOtransmissionsystem．Secondly,itintroducestheFSOtransmissionsystemtransceiverstructure，workingprincipleandprimarymodulesofthesystem．TheauthorpresentstotakeadvantageofspacediversitytechnologytoreduceBERcausedbyatmosphericturbulenceandmobilevibration．Throughth

8、emulti—transmitterreducesBER，thereceiveraccuratelyrecoversinformation．Thenthispaperintroducesthehardwaredesignofthesystemandanalyzestheselectedchips．Theauthoralsopresentsasolutiono