自由空间光通信传输信道雨雾衰减特性研究

FSO以其巨大的传输带宽而倍受瞩目,但是需要对FSO的实用性和可靠性进行深入的研究.论文主要讨论雨和雾对光信号传输的衰减,给出了理论模型,并对模型进行了仿真,得到一些有益的结论.论文最后把两种衰减模型进行对比分析,得出了两个模型的相似性.论文分析结果给FSO系统设计提供了理论支持和技术保障.     

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。     

无线光通信光功率衰减模型分析

现有的无线光通信系统中,光功率衰减模型普遍采用的是平面波假设下的模型,而实际无线光通信系统发射的激光是高斯光束。因此,建立高斯光束下的光功率衰减模型更加符合实际情况。利用理论推导结合仿真的方法,分析了高斯光束下发射光功率计算中积分限的选取,在综合考虑精确性和简易性的原则下,建立了高斯光束的光功率衰减模型,并以此为基础,比较了平面波和高斯光束下的光功率衰减模型,研究了平面波近似带来的误差。结果表明:两种模型明显不同,平面波假设下的模型会低估无线光通信系统的性能,在分析最大可通信距离时会带来12%~13%的相对误差。     

大气对近地面无线激光通信链路的影响

由于无线光通信有通信容量大,保密性好,抗电磁干扰,结构简单等优点,近年来随着适合无线光通信应用的先进通信电子设备等技术的成熟,又掀起了对其研究的热潮,无线光通信被视为下一代光通信的发展方向之一。首先指出了无线光通信的技术优势并回顾了其发展史,阐述了大气对近地面无线激光通信系统链路的影响,重点研究了大气的衰减和大气湍流效应中的光强(大气)闪烁、光束弯曲和漂移及光束展宽,并对大气闪烁进行了仿真。最后对近地面无线光通信进行了展望。     

大气对近地面无线激光通信链路的影响

由于无线光通信有通信容量大,保密性好,抗电磁干扰,结构简单等优点,近年来随着适合无线光通信应用的先进通信电子设备等技术的成熟,又掀起了对其研究的热潮,无线光通信被视为下一代光通信的发展方向之一。首先指出了无线光通信的技术优势并回顾了其发展史,阐述了大气对近地面无线激光通信系统链路的影响,重点研究了大气的衰减和大气湍流效应中的光强(大气) 闪烁、光束弯曲和漂移及光束展宽,并对大气闪烁进行了仿真。最后对近地面无线光通信进行了展望。     

无线光通信大气信道特性测试方法研究

大气信道是影响无线光通信质量的主要方面,为了全面掌握目前出现的信道测试方案,采用归纳总结和对比分析的方法,并结合实际测试,对信道测试方法进行研究。从大气衰减效应、光强闪烁效应以及光束漂移效应三方面测试内容出发,研究了各自运用的测试方法,并给出了相应的示意图,同时对比分析各自的优缺点,为采取合适的大气信道测试方法提供理论依据。     

无线光通信系统大气信道特性的分析研究

介绍了大气激光通信的基本原理、关键技术和应用领域;分析了大气信道对无线光通信系统的影响,着重分析大气的衰减效应和大气的湍流效应;指出在我国特定地区进行大气信道测试的必要性;最后介绍和分析了大气信道特性的主要测试方法.     

我国典型气候区大气衰减实用模型研究

无线电波在大气中传播时会受到不同程度的衰减。本文提出了５ＧＨｚ～１００ＧＨｚ频率范围内我国典型地区的大气衰减实用模型，并且也分析了模型的精度和实用范围。     

激光在大气中的传输损耗实用计算方法

大气随机信道对激光传输性能的影响是制约激光通信的重要因素之一,因此开展对大气信道的研究对实现激光通信具有非常重要的意义.通过研究,给出了激光在大气中传输损耗的实用计算方法.经仿真计算,得到了一些有益结论,并以此提出了激光通信设计时的一些相应的解决途径.     

激光致盲武器雨雾条件下传输机理研究

非致命激光致盲武器在恶劣天气尤其是雨雾天气下使用时,打击效果较差,不能达到预期的致盲效果。因此,必须研究一种激光自动调节系统,而设计这个系统最关键的问题就是研究激光在雨雾条件下的传输机理,所以本文基于Mie散射理论分别研究了激光在雨中、雾中以及雨雾共存三种条件下的衰减情况,得到激光透过率与降雨量、雾浓度以及传输距离之间的关系。对其进行Matlab仿真,结果表明激光透过率随着降雨量的增大、雾浓度以及传输距离的增加而减小,且衰减明显。     

Free space optical system design using particle swarm optimization

The performance of the free‐space optical (FSO) communication system is severely affected by atmospheric properties and misalignment between transmitter‐receiver sections. These effects can be minimized by selecting the precise and proper value of operating parameters. The divergence angle can play a key role in mitigating the negative impact of deviation of an optical beam from its fundamental direction due to different adverse influences. In this paper, we have presented a particle swarm optimization model for determining the optimum divergence angle for designing an optimal FSO link. The FSO transreception quality depends on the medium properties which have a number of detrimental effects like rain, fog, haze, physical obstruction, scattering, and atmospheric turbulence. The proposed work investigate the optimum divergence angle with respect to the maximum deviation angle under different adverse conditions, as mentioned above. Taking into account these effects, the analytical expression of optical link margin and the optimum divergence angle with respect to the maximum deviation angle is derived. The results are analyzed for finding out the most suitable wavelength of the transmitter, transmitted power, link margin, and the link budget under different adverse conditions for reliable communication.     

海上双运动载体光通信APT瞄准系统的研究

对自由空间激光通信在海上特定条件下APT系统中如何精确瞄准进行了分析和讨论,关键技术包括:系统功率预算、瞄准误差、探测器选择等,并给出了APT瞄准系统理论设计的参数.     

无线光通信传输技术浅析

针对无线光通信应用于接入网时遇到的大气衰减和湍流问题，在光发送和光接收2个方面分析了几种传输技术的原理，并讨论了其可行性。     

非视线光散射通信的大气传输模型

利用大气对光的散射作用可以实现非视线通信.在单次散射假定下,研究了非视线光散射通信系统的大气传输模型.利用该模型分析了光源发散角、接收视场和收发仰角等系统几何参数与接收散射光能量之间的关系;重点讨论了大气分子散射和气溶胶散射各自对接收散射光能量的贡献.结果表明当系统的收发仰角较大时,接收光能量主要来自大气分子散射;反之,气溶胶散射则成为接收光能量的主要部分.对于工作在日盲紫外光谱区的非视线通信系统,增加接收视场可以有效地增大系统的信噪比.发现在两种典型的收发仰角情况下,接收散射光能量随光源发散角的变化趋势是相反的,这说明光源发散角要根据实际的应用场合设计确定.     

一种计算某一波段大气平均衰减系数的方法

从某一光谱波段在大气传输中的平均衰减系数定义出发,建立了更为准确的大气平均衰减系数表达式,并分析影响大气平均衰减系数的因素,以8～12 μm波段为例进行数值模拟,结果表明:日标辐射源温度、光谱传输距离和气象条件对大气平均衰减系数都有较大影响.     

卫星转发器增益衰减对转发式卫星导航通信系统入站链路性能影响分析

在卫星通信系统中,卫星是一个很重要的环节,卫星转发器的参数在一定程度上决定着整个系统的性能.转发式卫星导航系统是一个导航通信一体化的系统,通信系统中的微小卫星终端由于其发射天线波束宽,从邻星干扰方面考虑,远区卫星还处在微小卫星终端的主瓣内,因此发射功率受到了限制,是一个很明显的上行功率受限的系统.为了缓解对发射终端的压力,文中对卫星转发器的增益表减档对整个通信系统的性能影响进行了分析,得到的结果显示,在转发器增益衰减档减小时,整个系统的性能可以得到提高,试验结果也表明,对于微小卫星终端系统,卫星转发器的增益档设置在2dB左右比较适宜.     

Ka频段卫星通信地空链路的大气衰减

在卫星通信系统的设计中,设计人员往往更关心降雨对电波传播造成的降雨衰减,而易忽略在一般情况下晴空大气对卫星通信地空链路微波传播的影响。但是当系统的链路余度较小、天线仰角较低的情况下,应考虑晴空大气造成的衰减。论述了 Ka 频段卫星通信链路大气衰减的计算方法,给出了计算结果,可供从事类似工作的相关人员参考。