大气对相干光通信探测方式的影响

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1、ｍ弓怒參拓觀麟圓硕±学位论文ｙ．權Ｉ大气对相干光通信探测方式的影响作者姓名王芳芳ＩＩ指导教师姓名、职称韩香娥教授，Ｊ申请学位类别理学硕壬Ｍ編ＰＨ｜Ｊ学校代码１０７０１学号１３０７１２２５０４分类号ＴＮ９２密级公巧西安电子科技大学硕±学位论文大气对相干光通信探测方式的影响作者姓名：王芳芳一级学科；物理学二级学科：光学学位类别：理学硕±指导教师姓名、职称：韩香娥教授学院：物理与光电工程

2、学院提交日期：２０１６年１月AtmosphericEffectsonCoherentOpticalCommunicationDetectionMethodAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinOpticsByWangFangfangSupervisor:HanXiang’eProfessorJanuary2016西安电子科技大学学位论文独创性（或创

3、新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师。尽我所知ｊ指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加ｙｉ标注和致谢＾式外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果中所罗列的内容；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一，本人承担切法律责任学位论文若有不实之处。，、王秀壽．Ｗ：本人签名：日期西安电子科技大学

4、关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件、，，允许查阅借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论。文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学保密的学位论文在解密后适巧本授权书。＿＿＿年本人签名：导师签名＿，６：：戶日期日期摘要摘要随着激光器及光

5、电器件的逐渐成熟，自由空间光通信（FreeSpaceOpticalCommunication,FSO）技术得到快速发展，具有高通信性能的相干光通信在FSO中得到重视和发展。大气空间光通信是以激光光束为载体，在大气中传输的无线通信方式，因此大气信道衰减和大气湍流对激光光束传输的影响不可忽略，不同探测方式的光通信系统性能受大气效应的影响程度不同，系统分析研究大气环境下几种相干探测方式的光通信性能具有重要意义。论文首先介绍了相干光通信的研究背景和意义，阐述了相干光通信的发展历程以及研究现状，简要概述了大气湍流效

6、应对通信系统性能影响的研究现状。详细介绍了直接探测和相干探测的基本原理，并对比分析了两种探测方式的优劣。根据相干探测原理，给出了相干探测通信系统的信噪比、误码率及外差效率的表达式，分析了空间条件和频率条件对其大小的影响。同时，对比分析了相干通信系统中单端探测和平衡探测方式下的信噪比。概述了大气湍流的光学统计特性及其对传输光束的影响机理。重点介绍了大气湍流对激光传输特性的影响，主要分析了光强闪烁和相位扰动效应，给出了大气湍流影响下相干探测系统信噪比的解析表达式。最后利用Optisystem通信仿真软件并以实

7、际器件参数为参照，设计搭建了不同探测方式下的通信系统仿真模型，主要对比了大气效应影响下直接探测和外差探测光通信系统的眼图结构和Q值大小。仿真了平衡探测系统和单端探测系统的Q值随传输距离、天气情况和本振光功率的变化趋势，根据误码仪得到的眼图及Q值对仿真结果进行比较分析，并得出相应的结论，为大气相干光通信系统的设计与搭建提供了理论依据。关键词：自由空间光通信,大气湍流,大气信道衰减,相干探测,Optisystem通信仿真软件IABSTRACTABSTRACTWiththematurityofthelasera

8、ndoptoelectronicdevices,freespaceopticalcommunication(FSO)technologyhasbeenrapiddevelopment.CoherentopticalcommunicationwithhighcommunicationperformancehadgottheattentionanddevelopmentinFSO.Airspaceopticalcommunicat