降雨对无线激光通信系统性能的影响

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1、n呵FLUENCEOFRAn町FALLONWIRELESOPTICALCOMM厂NICATIONSYSTEMADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByYuanSufangSupervisor：WangXuApril，2010摘要无线激光通信又称自由空间光通信(FreeSpaceOpticalCommunic

2、ation)，是以激光为载波、自由大气为传播介质的通信技术。它具有容量大、无需频谱许可、抗干扰性强、保密性好等优点，有“无线光纤"的美称。自激光出现以来，众多学者对大气激光通信做了理论和实验上的研究。由于大气光通信的介质是自由大气，激光在传输的过程中会受到大气吸收、散射、湍流等诸多因素影响，会造成激光能量的衰减、光强闪烁、光束漂移等现象，能否克服大气信道的影响是大气激光通信推广应用的关键技术。近年来，大气激光通信技术已经取得辉煌的成就，但受到环境因素的影响非常严重，因此对无线激光通信信道的研究十分重要。本文就激光在雨中的传输

3、进行了理论和实验研究。论文首先论述了大气激光通信的发展概况以及主要应用，然后从球形粒子散射理论出发，详细论述了激光在雨中传输的吸收和散射效应，推导出激光在雨中传输的衰减公式，并根据这一理论，分析降雨对无线激光通信系统性能的影响、以海南省为例，结果显示，仅考虑降雨的影响时，在海口架设通信距离1．5km的系统，发射功率为3mw时一年有约60天系统性能会受到严重影响，要想保证全天侯通信，最少需要70mw的发射功率。之后在河南师范大学院内进行了简单的实验研究，最后对现有的抗雨衰方法进行简单的介绍，常见的方法有毫米波通信备份、自动发信

4、功率控制、向前纠错编码、空间分集技术等，为新方法的研究奠定基础。通过研究降雨对无线激光通信的影响，可以在架设无线激光通信系统之前对它的可用性和有效通信时间进行估计预测，对评估系统的实用价值提供理论依据。关键词：激光通信，雨衰信道，BERABSTRACTWirelessLaserCommunication，alsoknownasfreespaceopticalcommunications(FSO)orWirelessOpticalNetwork(WON)system，isalleffectivecommuniicationte

5、chnologywhichtransmitssignalthroughfreespacebylaser，FreeSpaceOpticalincludingtheadvantagesofopticalfibercommunicationandmicrowave，hashighdaterate，securittyandstronganti-jamming，andflexibility，andisrecognizedasa“wirelessfiber'’repution．Sincethelaserappears，SOnumerou

6、sscholarshavedoneitwiththeresearchontheexperiment&intheory．Whenthelasertransmitsintheatmospheric．ItCanbeinfluencedbythefactorsaSatmosphericscattering，refracting，turbulence，etc．Itisakeytoovercometheinfluence．Inrecentyears，opticalcommunicationtechnologyhasmadebrillia

7、ntachievements，butbyenvironmentalfactorsisveryserious，SOthewirelesscommunicationchanneloflaserisimportant．Inthispaper,thetransmissionoflaserintherain，atheoreticalandexperimentalresearch．．ThispaperfirstsummarizesthedevelopmenthistoryandapplicationofFSO．Thenfromthesp

8、hericalparticlescatteringtheory，discussedindetailintheraintransmissionoflaserabsorptionandscatteringeffects，isderivedlasertransmissionintherainat