MIMO系统在光通信中的应用及仿真分析

为了提高光通信的质量,本文采用MIMO系统替代SISO系统。首先利用光强起伏模型从整体上对MIMO系统和SISO系统进行比较,然后在现有技术条件下对三种典型MIMO系统和SISO系统的关键性能指标进行了对比,综合筛选出性能较优的4×4 MIMO系统作进一步的光通信仿真。结果显示,4×4 MIMO系统具有清晰的眼图,较低的误码率和合适的功率增益,并且其关键性能相较于SISO系统提升明显,这都表明该系统通信性能可靠,在光通信方面具备一定的优势。     

光通信高速率调制系统设计及性能仿真测试

为了奠定未来光通信高效实行的基础,需要研究高速高质量的激光调制系统。本文在一般调制系统设计原则基础之上,从核心器件入手,选定了以DFB激光器、EAM为主的调制整体框架;之后进行了激光器周边辅助电路、调制器驱动电路以及调制器自身结构的精细化设计,形成了高速调制系统设计框图;利用光通信仿真平台Optisystem在临界调制速率1.12 Gbits、高速5 Gbits、超高速10 Gbits三种梯度下进行了该系统的性能测试。结果显示:1.12 Gbits到5 Gbits测试性能优异且稳步提升,表明该系统能够满足现阶段一般条件下的光通信高速调制需求;但10 Gbits下系统表现不够稳定,说明适应超高速条件下的调制系统还需进一步深入研究。该调制系统的设计和仿真对后续实测工作的开展具有重要指导意义。     

无人机对地光通信临界调制速率锁定

为了在现有条件下对无人机遂行对地光通信任务的调制传输速率有一个准确的衡量,需要建立合适的机载光通信大气信道模型。首先划分空域范围,将影响要素限定在对流层内;之后基于对流层典型大气效应建立了综合影响模型,又进一步建立了无人机对地光通信的信道传输模型。在现有条件下进行无人机参数设置,并对不同高度条件下无人机对地光通信的有效信息总量进行仿真,得到了遂行光通信任务的最佳通信高度为2 660 m;在此高度条件下,通过选取合适调制速率点对信道传输模型进行仿真。结合临界有效信息总量的设置及仿真结果,在满足光通信系统反馈检验需求的基础上,将无人机光通信临界调制速率需求锁定在1.12 Gbps。为现有条件下光通信调制系统的设计提供了评估标准,具有较强的指导意义。     

大气衰减效应对光通信影响及仿真分析

为了准确把握近地光通信时大气因素的作用机制和影响效果,有效提升通信质量,考虑针对首要影响因子——大气衰减效应进行建模、分析和仿真。首先细化了衰减效应分类,然后结合大气参数和类别特点建立了相关描述模型;在此基础上,利用大气窗口下的光通信常用波段进行了模型仿真和分析。主要结果表明,长波长激光和高海拔通信有利于光通信的进行,而大高差斜距通信模式则需要规避。这些结论的得出为大气光通信信道模型的建立以及光通信的开展提供了参考和依据,具有一定的指导意义。