文獻(xiàn)綜述(無線光通信中的空時編碼研究進(jìn)展)

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1、無線光通信中的空時編碼研究進(jìn)展氺氺氺摘要：對無線光通信中的時空編碼的研究概況及研究進(jìn)展進(jìn)行了調(diào)查研究，介紹了正交空時碼、空時網(wǎng)格碼、酉空時碼、差分空時碼、混合空時碼五種時空編碼方式在不同發(fā)射天線/接收天線數(shù)目、大氣湍流強(qiáng)度與系統(tǒng)誤碼率之間的關(guān)系，分析比較了級聯(lián)正交空吋編碼、級聯(lián)分層空時碼、TPC+OSTBC級聯(lián)空吋編碼三種級聯(lián)空時編碼方式的原理及優(yōu)缺點，介紹了大氣湍流效應(yīng)和建筑物擺動對無線光通信的影響。關(guān)鍵詞：無線光通信；空時編碼；進(jìn)展；級聯(lián)空時碼一.課題的提出與研究的意義無線光通信是以大氣作為傳輸介質(zhì)，所以受到氣候環(huán)境方面的影響是巨大的，尤其是大氣湍流效應(yīng)導(dǎo)致在傳輸過程中產(chǎn)

2、生嚴(yán)重的誤碼，導(dǎo)致信息傳輸質(zhì)量下降，而空時編碼方式對抑制大氣湍流效應(yīng)有著非常有效地效果，對改善系統(tǒng)的誤碼性能，提高信息傳輸速率有著顯著的作用。因此，無線光通信技術(shù)作為未來信息傳遞發(fā)展的主要方向，作為現(xiàn)在最主要的“最后一千米”技術(shù)，無論是在理論和應(yīng)用上都有深刻的研究意義。二.本課題國內(nèi)外的研宄現(xiàn)狀分析文獻(xiàn)［1］，柯熙政等人介紹了空時編碼的研宂概況，評述了國內(nèi)、國外有關(guān)無線光MIMO技術(shù)的研究進(jìn)展，對無線光MIMO的提出背景進(jìn)行丫詳細(xì)分析，最后通過多光束發(fā)射系統(tǒng)組成及實驗和多孔徑接收系統(tǒng)構(gòu)成及相關(guān)實驗，得出結(jié)論：多光束發(fā)射系統(tǒng)和多孔徑接收系統(tǒng)要比單光束發(fā)射、單孔徑接收系統(tǒng)更能有效

3、地抑制湍流效應(yīng)給激光傳輸帶來的影響。說明了MIMO對大氣湍流的抑制效應(yīng)。實驗結(jié)果表明:無線光MIMO不但使空間成為一種資源，提高了無線光通信的信道容量，而且可以抑制大氣湍流效應(yīng)，擴(kuò)大丫無線光通信的應(yīng)用場合。文獻(xiàn)［2］，柯熙政等人在分層空吋編碼方面的做了若干研究并介紹了.其研究進(jìn)展。對無線光通信中的分層空時編碼進(jìn)行了仿真分析，分析了誤碼率特性與發(fā)射/接收天線數(shù)H、檢測算法之間的關(guān)系，比較了水平分層空時碼、螺旋分層空時碼、對角分層空時碼和垂直分層空時碼不同的編碼方案，以及不同檢測算法對不同的湍流強(qiáng)度的抑制作用。經(jīng)分析得出：三種分層空時編碼性能最好的是對角分層空時編碼，其次是螺旋分

4、層空時編碼，最后是水平分層空時編碼。文獻(xiàn)［3］,柯熙政等人對差分空吋碼進(jìn)行了研究，為了在保證通信質(zhì)量的前提下進(jìn)一步提高信息傳輸速率，在正交空時碼、空時網(wǎng)格碼、酉空時碼、差分空時碼、混合空時碼五種空時編碼分別進(jìn)行了研究。采用類脈沖位置調(diào)制定義了負(fù)數(shù)、共軛、求補(bǔ)等運(yùn)算，將編碼矩陣轉(zhuǎn)化為一個用脈沖位置表示的實數(shù)矩陣。分析了不同發(fā)射天線/接收天線數(shù)目、大氣湍流強(qiáng)度與系統(tǒng)誤碼率之間的關(guān)系。討論了差分空吋碼、酉空時碼在不同大氣湍流條件下的誤碼率特性；將分層空吋碼和空時分組碼相結(jié)合進(jìn)行合理的折中，提出了一種適合于IM/DD式光通信的混合空時編碼方案。文獻(xiàn)［4］，柯熙政等人介紹了RS碼、LD

5、PC碼與空時碼的級聯(lián)方案，以及在不同大氣湍流條件卜的誤碼率特性，并對其進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明：級聯(lián)空吋碼可以極大地改善大氣激光通信系統(tǒng)的性能，抑制大氣湍流效應(yīng)，奮利于獲得編碼增益，進(jìn)一步改善系統(tǒng)的誤碼性能。級聯(lián)編碼是一種提高系統(tǒng)糾錯能力以逼近香農(nóng)限的高效編碼方式。當(dāng)信道編碼與空時編碼結(jié)合使用時性能會大大提升，因此級聯(lián)空時碼研宂成為空時編碼研宂的重要方向之一。文獻(xiàn)［5］,徐建武等人在正交空時分組碼(OSTBC)基礎(chǔ)上，分析了Turbo乘積碼(TPC)和OSTBC級聯(lián)方案的可行性，提出了一‘種采用TPC+OSTBC級聯(lián)的空時編譯碼方案，分別仿真分析了不同TPC分量碼、不同接收天

6、線數(shù)目下系統(tǒng)的差錯性能，并對采用OSTBC和TPC+OSTBC級聯(lián)方法系統(tǒng)的差錯性能進(jìn)行了對比分析。仿真結(jié)果表明:該級聯(lián)空時編碼方法可同時獲得全分集和全速率,丑差錯性能明顯優(yōu)于只采用OSTBC。文獻(xiàn)［6］，ShlomiArnon介紹了無線光通信系統(tǒng)被認(rèn)為是“最后一千米”技術(shù)但是由于動態(tài)風(fēng)荷載，熱膨脹，和地震等造成的建筑物搖晃和大氣湍流效應(yīng)的影響。造成發(fā)射器和接收器之間的對準(zhǔn)發(fā)生扭曲，從而導(dǎo)致指向誤差，結(jié)果接收到的是衰落信號。一.空時編碼3.1正交空時編碼BCOSTBC：將空時編碼和調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，利用二進(jìn)制比特元之間的關(guān)系(即二進(jìn)制碼元“o”和“r的補(bǔ)碼關(guān)系)構(gòu)造了在o-pp

7、m調(diào)制之前首先進(jìn)行比特求補(bǔ)的一種編碼方法。1.在系統(tǒng)總功率不變、信道參數(shù)已知的情況下，利用MonteCarlo方法對1x1、1x2、2x1和2x2系統(tǒng)的誤碼性能進(jìn)行仿真。仿真參數(shù)為：光電轉(zhuǎn)化效率)!=0.5,總發(fā)射功率R=l。(1)當(dāng)閃爍因子SI=0.6時4-PPM調(diào)制的BCOSTBC碼誤字率，仿真后得出采(2)用BCOSTBC編碼后，系統(tǒng)的誤碼性能明顯優(yōu)于1x1系統(tǒng)的誤碼性能。當(dāng)SI=1.0吋不同調(diào)制方式下BCOSTBC碼的誤字率。仿真后可以看出：在不同的調(diào)制方式下，隨著信噪比的增加，系統(tǒng)的誤字率逐漸