留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

大气Gamma-Gamma湍流信道中采用圆偏振位移键控的信道容量分析

王怡 王德丽 杜凡 马晶 谭立英

王怡, 王德丽, 杜凡, 马晶, 谭立英. 大气Gamma-Gamma湍流信道中采用圆偏振位移键控的信道容量分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3084-3091.
引用本文: 王怡, 王德丽, 杜凡, 马晶, 谭立英. 大气Gamma-Gamma湍流信道中采用圆偏振位移键控的信道容量分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3084-3091.
Wang Yi, Wang Deli, Du Fan, Ma Jing, Tan Liying. Analysis of channel capacity empoying circle polarization shift keying over Gamma-Gamma atmospheric turbulence channel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 3084-3091.
Citation: Wang Yi, Wang Deli, Du Fan, Ma Jing, Tan Liying. Analysis of channel capacity empoying circle polarization shift keying over Gamma-Gamma atmospheric turbulence channel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 3084-3091.

大气Gamma-Gamma湍流信道中采用圆偏振位移键控的信道容量分析

基金项目: 

海洋工程国家重点实验室(上海交通大学)开放课题(1418);中国博士后科学基金(2013M540290);国家自然科学基金(61379027)

详细信息
    作者简介:

    王怡(1980-),女,副教授,博士,主要从事自由空间激光通信和星地光通信方面的研究。Email:wcy16@cjlu.edu.cn

  • 中图分类号: TN929.12

Analysis of channel capacity empoying circle polarization shift keying over Gamma-Gamma atmospheric turbulence channel

  • 摘要: 在自由空间光通信(FSO)中,由系统设计以及大气湍流所引起的光强闪烁和相位起伏会造成圆偏振控制误差,这严重影响圆偏振位移键控(CPolSK)通信系统的性能。因此,基于Gamma-Gamma大气信道模型,在较全面考虑光强起伏、相位噪声和圆偏振控制误差三个参数的基础上,建立了CPolSK系统信道的数学统计模型,推导了平均信道容量的闭合表达式,仿真研究了误码率在连续相位噪声下的性能以及三个参数对信道容量的影响。结果表明,光强起伏的增强和相位噪声的增大均会导致CPolSK系统性能的劣化,而提高平均信噪比在一定程度上能够改善系统性能。特别地,当圆偏振控制误差大于8时,CPolSK系统的平均信道容量显著下降。
  • [1]
    [2] Ijaz M, Ghassemlooy Z, Ansari S, et al. Experimental investigation of the performance of different modulation techniques under controlled FSO turbulence channel[C]//Proceedings of IST 2010. Thessaloniki:IEEE, 2010:59-64.
    [3]
    [4] Sandalidis H G. Coded free-space optical links over strong turbulence and misalignment fading channels[J]. IEEE Transactions on Communications, 2011, 59(3):669-674.
    [5] Wang Yi, Du Fan, Ma Jing, et al. Research on collimating characteristics of the emitted laser beam in free space optical communication system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(3):1008-1014.(in Chinese)
    [6]
    [7]
    [8] Zhu Xiaoming, Kahn J M. Free-space optical communication through atmospheric turbulence channels[J]. IEEE Transactions on Communications, 2002, 50(8):12931300.
    [9]
    [10] Lim W, Yun C, Kim K. BER performance analysis of radio over free-space optical systems considering laser phase noise under Gamma-Gamma turbulence channels[J]. Optics Express, 2009, 17(6):4479-4484.
    [11]
    [12] Wang Yi, Zhang Ao, Ma Jing, et al. Effects of phase fluctuation and intensity scintillation caused by weak atmospheric turbulence to BER employing distributed antenna array[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2):758-763.(in Chinese)
    [13] Tan Liying, Ma Jing, Lin Weiqiu. development of intersatellite optical communications technology[J]. Laser Technology, 1999, 23(5):99-303.
    [14]
    [15] Smolyaninov I I, Wasiczko L, Cho K. Long-distance 1.2 Gb/s optical wireless communication link at 1 550 nm[C]//Free-Space Laser Communication and Laser Imaging, SPIE, 2002:241-250.
    [16]
    [17] Trisno S, Davis C C. Performance of free space optical communication systems using polarization shift keying modulation[C]//Free-Space Laser Communications VI, SPIE, 2006:63040-63049.
    [18]
    [19]
    [20] Zhu Jun, Zhang Shulian. Circularly polarized light polarization multiplexing laser communication system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2005, 35(2):78-79.(in Chinese)
    [21] Zhao X H, Yao Y, Sun Y X, et al. Circle polarization shift keying with direct detection for free-space optical communication[J]. Journal of Optical Communications and Networking, 2009, 1(4):307-312.
    [22]
    [23]
    [24] Liu C, Sun Y X, Yao Y, et al. Analysis of direct detection and coherent detection in wireless optical communication with polarization shift keying[C]//8th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics, 2009:1-2.
    [25]
    [26] Zhao Xinhui, Yao Yong, Sun Yunxu, et al. A new modulation method in free space optical communication:circle polarization shift keying[J]. Acta Optica Sinica, 2008, 28(S2):223-226.(in Chinese)
    [27] Zhao Xinhui, Yong Yao, Sun Yunxu, et al. Condition of keeping polarization property unchanged in the circle polarization shift keying system[J]. Optical Communications and Networking, 2010, 2(8):570-575.
    [28]
    [29] Yang Peng, Ai Hua. Design of laser communication system with circular polarization modulation[J]. Chinese Journal of Lasers, 2012, 39(9):210-216.(in Chinese)
    [30]
    [31] Andrews L C, Phillips R L. Laser Beam Propagation Through Random Media[M]. Bellingham:SPIE Spress, 2005.
    [32]
    [33]
    [34] Li Y, Wang R, Ding G, et al. Novel phase modulator linearity measurement[J]. IEEE Photon Technol Lett, 2009, 21(19):1405-1407.
    [35] Jeffrey Alan, Daniel Zwillinger. Table of Integrals, Series, and Products[M]. US:Academic Press, 2007.
  • [1] 王超, 董怡泽, 王卉婷, 高冀, 田志新, 高建威, 江宁.  混沌空间光通信研究进展 . 红外与激光工程, 2023, 52(1): 20220296-1-20220296-10. doi: 10.3788/IRLA20220296
    [2] 郑运强, 刘欢, 孟佳成, 王宇飞, 聂文超, 武军霞, 蔚停停, 魏森涛, 袁站朝, 汪伟, 谢小平.  空基激光通信研究进展和趋势以及关键技术 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210475-1-20210475-13. doi: 10.3788/IRLA20210475
    [3] 陈祥, 呼新荣, 张建华, 李帅, 薛婧婧, 任斌, 靳一.  摆镜式激光通信终端光束指向与粗跟踪特性 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210146-1-20210146-10. doi: 10.3788/IRLA20210146
    [4] 于策, 王天枢, 张莹, 林鹏, 郑崇辉, 马万卓.  大气湍流信道中OAM光束与高斯光束传输性能的实验研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200400-1-20200400-10. doi: 10.3788/IRLA20200400
    [5] 郭锐强, 李珉, 吴君鹏, 刘鑫, 魏子康.  基于差分混沌键控的空间光通信系统及其保密性分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200207-20200207. doi: 10.3788/IRLA20200207
    [6] 郭树怀, 王天鹤, 冀霞, 党莹, 吕解.  1 Gbps实时传输的自由空间光通信链路损耗 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 622004-0622004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0622004
    [7] 敖珺, 谈新园, 马春波, 唐承鹏.  基于Raptor10码的自由空间光通信系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918004-0918004(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0918004
    [8] 张晗, 涂巧玲, 曹阳, 李小红, 彭小峰.  适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 722004-0722004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0722004
    [9] 柯熙政, 解孟其, 石碧瑶.  无线光通信系统中64-QAM调制实验研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 68-73. doi: 10.3788/IRLA201847.S122003
    [10] 吴君鹏, 刘泉, 于林韬.  Gamma-Gamma大气湍流中部分相干光通信系统性能研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322004-0322004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322004
    [11] 廖慧兮, 徐宝碧, 黄晓峰, 韩宇.  受光束漂移影响的深空上行激光通信链路信道容量 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1022001-1022001(8). doi: 10.3788/IRLA201785.1022001
    [12] 王怡, 杨帅, 马晶, 单良.  自由空间光通信中相干OFDM系统性能分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 722003-0722003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0722003
    [13] 王怡, 李源, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信中相干圆偏振调制系统性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822004-0822004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0822004
    [14] 李枫, 耿超, 李新阳, 罗文, 邱琪.  基于SPGD算法的自适应光纤耦合器阵列技术研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2156-2161.
    [15] 周浩天, 艾勇, 单欣, 代永红.  自由空间光通信中精跟踪系统的辨识 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 736-741.
    [16] 黄龙, 冯国英, 廖宇.  利用超连续谱激光实现自由空间光通信 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3530-3534.
    [17] 王怡, 章奥, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信系统中弱大气湍流引起的相位波动和强度闪烁对DPSK调制系统的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 758-763.
    [18] 丛日进, 汪井源, 徐智勇, 王荣, 王喆.  长波长红外光大气信道传输 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 927-932.
    [19] 刘丹, 刘艳, 刘智, 王璞瑶, 周昕.  基于圆偏振移位键控的大气激光通信性能分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3111-3115.
    [20] 韩立强, 王志斌.  自适应光学校正下空间光通信的光纤耦合效率及斯特列尔比 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 125-129.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  478
  • HTML全文浏览量:  58
  • PDF下载量:  162
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-02-12
  • 修回日期:  2015-03-16
  • 刊出日期:  2015-10-25

大气Gamma-Gamma湍流信道中采用圆偏振位移键控的信道容量分析

    作者简介:

    王怡(1980-),女,副教授,博士,主要从事自由空间激光通信和星地光通信方面的研究。Email:wcy16@cjlu.edu.cn

基金项目:

海洋工程国家重点实验室(上海交通大学)开放课题(1418);中国博士后科学基金(2013M540290);国家自然科学基金(61379027)

  • 中图分类号: TN929.12

摘要: 在自由空间光通信(FSO)中,由系统设计以及大气湍流所引起的光强闪烁和相位起伏会造成圆偏振控制误差,这严重影响圆偏振位移键控(CPolSK)通信系统的性能。因此,基于Gamma-Gamma大气信道模型,在较全面考虑光强起伏、相位噪声和圆偏振控制误差三个参数的基础上,建立了CPolSK系统信道的数学统计模型,推导了平均信道容量的闭合表达式,仿真研究了误码率在连续相位噪声下的性能以及三个参数对信道容量的影响。结果表明,光强起伏的增强和相位噪声的增大均会导致CPolSK系统性能的劣化,而提高平均信噪比在一定程度上能够改善系统性能。特别地,当圆偏振控制误差大于8时,CPolSK系统的平均信道容量显著下降。

English Abstract

参考文献 (35)

目录

    /

    返回文章
    返回