fso自由空间光通信传输信道性能改善方法的研究

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1、桂林理工大学硕士学位论文摘要自由空间光通信(FSO：FreeSpaceOptical)是指利用激光束作为载波在空间直接进行语音、数据、图像信息双向传送的一种通信技术。由于自由空间光通信综合了光纤通信与无线通信的优点，在各个方面取得了广泛的应用，目前的主要应用场合包括：在不具备接入条件(如复杂地形)或带宽不足时提供高效的接入方案；提供室内外、临近局域网之间的互连互通；备份以及恢复特殊要求的线路；快速建立大型集会(如运动会，庆祝会)的临时链路：解决综合业务接人的“最后一公里”问题等等。但自由空间光通信受外界因素干扰，对天气非常敏感，传输性能受

2、天气条件影响比较大，而目前对FSO的研究多在应用研究，关于自由空间光通信全天候传输信道性能改善研究鲜见。本文针对这一问题，第一章概述了自由空间光通信的优缺点、应用场合、国内外研究现状。第二章首先介绍了系统结构，对发射机、接收机、光学天线的功能和组成以及主要组成器件进行了分析，接下来研究了系统的干扰一背景光和振动及改善方法。背景光使系统灵敏度降低，振动导致信号光偏离，使接收端光信号的损耗增加。背景光最好的改善方法是增加光学滤波器，振动最好的改善方法是采用自动跟踪技术(APT)。第三章分析大气信道特性，研究了大气的不同组成部分对光传输的不同作

3、用，为大气对光传输的影响做理论铺垫。第四章研究大气对光传输产生的两种效应一大气衰减效应和大气湍流效应及改善方法。其中，大气衰减效应使光信号功率随距离的增加而迅速下降，大气湍流效应产生的光强起伏则影响了信号的正确接收。大气衰减最好的改善方法是毫米波通信系统备份技术，大气湍流最好的改善方法是自适应光学技术。第五章针对桂林地区气候条件，开展自由空间光通信系统传输性能实验，实验结果表明：实现自由空间光通信系统在桂林地区的全天候通信，主要的办法是采用毫米波通信系统备份技术。第六章对全文所做的工作进行了总结，并对课题的可持续工作进行了展望。课题研究结

4、果为自由空间光通信系统的全天候应用提供了一定的理论基础和参考依据。关键词：自由空间光通信；大气信道；大气衰减；大气湍流；自动跟踪技术；自适应光学技术桂林理工大学硕士学位论文ABSTRACTFree．spaceopticalcommunication(FSO：FreeSpaceOptical)isaIlpoint—to—pointtransmissioncommunicationtechnologywhichtransmitsthevoice，dataandimageinformationdirectlyinthespaceusinglas

5、erbeamasacarrier．FSOintegratestheadvantagesofopticalfibercommunicationandwirelesscommunication,theseadvantagesmakeFSOmorewidelyusedinmanyapplicationareas．Atpresent，theapplicationofFSOincludesfivemajorareas：thefirstoneisprovidingefficientaccessprogramwhentheenvironmentdono

6、thaveaccessconditions(suchascomplexterrain)orthebandwidthisinsufficient；thesecondoneisprovidingindoorandoutdoorinterconnectionbetweenadjacentlocalareanetworks；thethirdoneiSbackupingandrestoringtheparticularrequirementsline；thefourthoneisestablishingthetemporarylinkoflarge

7、gatherings(suchassportsmeetings，celebrations)rapidly；Thelastoneissolvingthe”lastmile”problemofintegratedbusinessaccess，etc．ButtheFS0iSinterferencedbyexternalfactorsandverysensitivetoweather,thetransmissionperformanceislargelyaffectedbyweatherconditions．However,thepresentF

8、SOresearchismainlyfocusedontheapplicationresearch，theimprovementofFS0a11．weathertransmissionchan