无线光通信中调制解调

毕业论文无线光通信中调制解调系统的研究学生姓名：学号：学院：专业：指导教师：2010年6月中文摘要第I页无线光通信中调制解调系统的研究摘要无线光通信是指利用激光束作为载波在空间直接进行语音、数据、图像信息双向传送的一种技术。无线光通信是一种新兴的无线通信方式，它将传输的信息调制在光脉冲上，在THz光谱范围内传输信息，具有很高的数据传输速率。本论文通过研究进行以下几个方面：1.分析了适合于空间光通信系统的信道和噪声模型。2.在对五种典型无线光通信调制方式——OOK、PPM、DPPM、DPIM和DH-PIM的调制结构进行分析的基础上，结合大气无线光信道特点，分析比较了这五种调制方式的平均发射功率、带宽需求和误时隙率。3.以PPM为例分析了无线光通信的调制解调系统结构及工作原理。4.简单分析了数字信号处理器(DSP)方案及现场可编程门阵列器件(FPGA)。本文重点阐述了五种典型的无线光通信的调制方式，分析其特点，并比较了这五种调制方式，理论分析与仿真结果表明:DPPM、DPIM和DH-PIM更具有优势，更适合于未来无线光通信系统。关键词:无线光通信，调制，发射功率，带宽，误时隙率英文摘要第II页ResearchofModulationforOpticalWirelessCommunicationABSTRACTFSOisakindoftechniquethatuselaserascarrierwavetodiplextransmitspeech，dataandpictureinformationdirectly.opticalwirelesscommunicationisoneofthemostburgeoningmethodsforwirelesscommunieation，whichsendssignalsusingopticpulse.Anditstransmissionrateisveryhigh.Thisthesiscarriedthroughthefollowingaspectsofstudy:1.AnalyzedthechannelandnoisemodelthatsuitableforFSO，2.incombinationofthecharacteristicoftheatmosphericopticalwirelesschannel,themodulationstructures,transmissioncapacity,powerrequirementandsloterrorrateofthetypicalmodulationschemesasOOK,PPM,DPPM,DPIMandDH-PIMforatmosphericopticalwirelesscommunicationsareanalyzed.3.TakingPPMforexampletoanalyzetheopticalwirelesschannel’smodulationanddemodulationsystemstructureandworkingprinciple.4.makeabriefanalysisforDigitalsignalprocessor（DSP）andFieldProgrammableGateArray（FPGA）Inthispaper,weexpatiatedonthemodulationstructures,transmissioncapacity,powerrequirementandsloterrorrateofthetypicalmodulationschemesasOOK,PPM,DPPM,DPIMandDH-PIMforatmosphericopticalwirelesscommunicationsareanalyzed.TheoreticalanalysisresultsshowthatDPPM,DPIMandDH-PIMaremoreapplicableforthefutureopticalwirelesscommunication.Keywords:opticalwirelesscommunication,modulation,emissivepower,bandwidth,sloterrorrate清华大学2010届本科毕业论文第III页目录1绪论..............................................................11.1无线光通信概论..................................................11.2.1无线光通信原理................................................11.2.2无线光通信技术................................................21.3无线光通信的优点及其局限性......................................31.3.1无线光通信与其他接入技术相比具有如下优点：....................31.3.2无线光通信的局限性............................................41.4应用领域........................................................51.5无线光通信的起源及发展现状......................................61.5.1起源..........................................................61.5.2国内外发展状况................................................61.6发展前景........................................................72信道分析..........................................................92.1信道............................................................92.1.1信道的分类....................................................92.2光信道对无线光通信的影响.........................................112.2.1大气透射率...................................................112.2.2大气分子的吸收...............................................112.2.3大气分子的散射.................................................122.2.4大气折射效应...................................................132.2.5大气湍流效应.................................................132.3背景光对信号检测的影响...........................................142.3.1强背景光引起探测器的饱和.......................................142.3.2背景光电流引起的散弹噪声使探测器灵敏度降低.....................153无线光通信调制方式性能分析.......................................16清华大学2010届本科毕业论文第IV页3.1符号结构........................................................163.1.1开光键控.....................................................163.1.2单脉冲位置调制（L-PPM）......................................163.1.3差分脉冲位置调制（L-DPPM）...................................173.1.4数字脉冲间隔调制[12]...........................................173.1.5双头脉冲间隔调制.............................................183.2调制方式性能分析...............................................193.2.1平均发射功率.................................................193.2.2带宽要求.....................................................203.2.3误时隙率.....................................................213.2.4结论.........................................................234无线光通信调制解调系统结构及方案.................................244.1调制解调系统结构及工作原理.....................................254.2DPS方案........................................................264.2.1DPS简介......................................................264.2.2方案设计.....................................................274.3FPGA方案.......................................................284.3.1FPGA简介.....................................................284.3.2方案设计.....................................................294.4DSP与FPGA的结合................................................315总结.............................................................33致谢..............................................................34参考文献.........................................................35清华大学2010届本科毕业论文第1页共36页1绪论1.1无线光通信概论无线光通信（FSO，FreeSpaceOpticalcommunication），是一种新型的宽带接入方式，是光通信和无线通信结合的产物，它不是利用光纤作为传输媒介，而是在空气中利用激光束在太赫兹（THz）光谱范围内传送分组数据，从而达到直接进行语音、数据、图像等信息双向传送的一种技术。FSO与LMDS的链接结构框架类似，是由置于建筑物顶端货高层但愿窗后的光路连接头（