一、自由空间光通信技术（论文文献综述）
尹奔康[1]（2021）在《空间光-光纤耦合自动对准及控制算法实验研究》文中指出自由空间光通信（Free Space Optical Communication,FSO）与微波通信相比具有保密性好、通信容量大以及抗电磁干扰能力强等优点。因此FSO通信在近年来得到了广泛的应用。在FSO系统中经常会使用到一些光器件,如掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier,EDFA）,波分复用器（Wavelength Division Multiplexer,WDM）等,这些器件大多是采用单模光纤输入光信号。因此,空间光与单模光纤的耦合技术是FSO系统面临的关键技术之一。因为单模光纤纤芯直径很小,采用其输入光信号时,人工实现耦合对准变得尤为困难,因此可以考虑用自动对准的方法降低耦合对准的难度。本论文针对该问题,研究了空间光-单模光纤耦合自动对准技术,主要工作如下:1.依据模场匹配原理,分析了在理想情况下,通过透镜把空间平面波耦合进单模光纤的耦合效率,并仿真分析了轴向、径向、角度这三种对准偏差对单模光纤耦合效率的影响。2.采用三种不同位移方式的压电陶瓷,设计了一种五自由度空间光-单模光纤耦合装置,并根据三种压电陶瓷的工作条件设计了对应的恒压直流供电和电压放大电路。介绍了连接三种压电陶瓷的结构及固定该结构与单模光纤的设计。3.依据自动对准系统的工作原理,设计了用于驱动和控制压电陶瓷的AN9767模块的驱动程序和基于FPGA开发平台的上位机指令串口接收程序及指令包解析程序。4.搭建了基于单模光纤耦合装置的空间光-单模光纤耦合自动对准实验平台,编写了随机并行梯度下降算法（Stochastic Parallel Descent Algorithm,SPGD）,以耦合进单模光纤中的光功率大小为系统性能评价函数,实现空间光与单模光纤耦合的自动对准。实验结果表明:采用所设计的耦合装置并结合随机并行梯度下降算法可以实现空间光-单模光纤耦合的自动对准,耦合系统闭环后的耦合效率可达约53.2%,设计方案对空间光-单模光纤耦合自动对准系统的研究具有重要意义。同时该耦合自动对准装置具有结构小巧,精度高和易于搭建等优点。
贾之娟[2]（2021）在《激光在雾环境下的传输衰减特性研究》文中研究说明激光在大气中传输时,因受到大气分子以及气溶胶粒子的吸收、散射等影响而发生衰减。不同的天气现象会对激光的传输产生不同的影响,特别是在雾环境下激光的传输会受到严重影响。本文围绕激光在大气中的传输衰减特性展开了研究,为分析激光的传输衰减系数,搭建了激光的传输衰减实验系统。分析比较通过实验数据计算得到的衰减系数与经典模型的衰减系数,并计算两者的均方根误差,对经典模型在西安地区的适用性进行了分析。具体研究内容如下:（1）利用米氏散射理论,仿真分析了不同波长的激光在雾粒子中的衰减特性。介绍了常用的激光衰减模型,仿真分析了不同模型在不同能见度的雾环境下的衰减系数。（2）根据理论分析,搭建波长为650nm的激光传输衰减实验测量系统,首先建立短距离激光链路,对激光在通信距离为80m和340m时的衰减系数进行测量计算,分析比较不同能见度的雾环境下的衰减系数的变化;其次建立长距离激光链路,对激光在通信距离为2500m时的衰减系数进行测量计算;采用最小二乘法将衰减系数进行拟合,分析对比拟合曲线与模型仿真曲线。（3）分析比较由实验数据计算得到的衰减系数与经典模型的衰减系数,通过计算两者的均方根误差,对模型的适用性进行分析,得出结论:激光波长为650nm的情况下,通信距离为80m时,Kruse模型与Kim模型的衰减系数比较符合西安地区的激光衰减特性;通信距离为340m时,Ij az模型的衰减系数更符合西安地区的激光衰减特性;而通信距离为2500m时,Kim模型的衰减系数更符合西安地区的激光衰减特性。本文研究结论为西安地区无线光通信系统在雾环境下的衰减系数分析提供了参考依据。
周思彤[3]（2021）在《轨道角动量模式复用光通信系统中干扰抑制方法研究》文中研究说明随着社会的高速发展,对通信系统信道容量的需求逐渐增加,而传统的通信技术可提供的信道容量有限。因此,大容量、高保密性及高速率的通信技术成为了未来通信技术的发展趋势。为了解决信道容量危机,在已有的波分复用、偏振复用等方式之外,轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）复用技术作为一种新的复用形式,为增加网络带宽、扩大信道容量提供了一种新的方法,并成为光通信领域的研究热点。然而在实验中,由于存在着一定的干扰因素,OAM模式复用空间光通信系统或OAM模式复用光纤通信系统的传输容量和传输距离受限。因此,OAM模式复用光通信系统中,干扰抑制技术是至关重要的研究方向。本文以OAM模式复用空间光通信系统和光纤通信系统中的干扰抑制技术为研究方向,在研究干扰因素原理的基础上,分别对空间光通信中相位校正技术和光纤通信中器件非线性的判决技术展开研究,主要研究工作和创新点如下:1、OAM空间光通信中基于WF算法的相位校正研究针对OAM模式复用空间光通信系统中大气湍流引起的波前相位畸变的问题,提出了一种基于WirtingerFlow（WF）算法的相位校正方法,实现了校正精度的提高并简化了自适应光学系统中的波前传感的结构。仿真研究了该方法的校正效果和迭代性能,研究结果表明与传统Gerchberg-Saxton（GS）算法相比,系统的均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）、模式纯度、串扰和误码率等性能参数均有明显改善,同时该方法避免了基于传统GS算法的校正方法容易陷入局部最优解的问题。2、OAM光纤通信系统中基于KNN的非线性判决方法针对OAM模式复用光纤通信系统中接收端数字信号处理（Digital Signal Processing,DSP）模块对于降低复杂度的需求,提出了一种基于K最近邻（K NearestNeighbor,KNN）的非线性判决方法,该方法通过统计测试数据与训练数据中最相似的数据个数,对测试数据进行判决。在8-OAM模式复用光纤通信系统中进行实验,实验结果表明与传统Volterra均衡器相比,该方法的复杂度降低至少一个数量级,且误码率性能降低。在此基础上考虑进一步降低系统误码率和训练数据长度,提出一种基于概率KNN的非线性判决方法,该方法根据测试点附近的概率密度和分布,通过启发式学习方法计算出合适的参数,既保留了 KNN的简单性,又优化了性能。实验结果表明,与基于KNN的非线性判决方法相比,该方法误码率性能下降明显,节约了一部分由于选择k值而产生的交叉验证的计算开销,并一定程度上缓解了基于KNN的非线性判决方法对于数据的依赖性,从而降低了训练集的长度,训练数据长度降低了 1/3。3、OAM光纤通信系统中基于朴素贝叶斯的非线性判决方法针对OAM模式复用光纤通信系统中非线性模型的随机特性,提出了一种基于朴素高斯贝叶斯的非线性判决方法,该方法利用信号的统计特性求得信号的后验概率从而对信号进行判决,解决了系统非线性模型呈现随机性的问题。在8-OAM模式复用光纤通信系统中进行实验,研究结果表明,该方法与传统Volterra均衡器相比,误码率和复杂度显着降低。在此基础上进一步考虑降低系统误码率的需求,提出了基于数据自定义朴素贝叶斯（Data-defined Naive Bayes,DNB）算法的非线性判决方法,该方法将基于朴素高斯贝叶斯的非线性判决方法中的高斯模型进行改进,使用训练数据拟合概率分布模型。实验结果表明,该方法的误码率性能相比于传统Volterra均衡器、基于KNN的非线性判决方法、基于概率KNN的非线性判决方法及基于朴素高斯贝叶斯的非线性判决方法相比,误码率大幅降低,在l=-4光信噪比OSNR=23dB时误码率达到软件前向纠错（Forward Error Correction,FEC）极限。
高润秋[4]（2021）在《自由空间光通信系统概率整形方案研究与设计》文中认为近些年随着我国高通量卫星技术的高速发展,以卫星为通信基础的深空探测、空地气象监测、海洋环境监测、卫星组网定位等业务应用越来越广泛,大量的卫星图像、监测数据需要及时的回传到地面监控站,因此人们对星地间通信有了更高的要求。星地间通信技术正朝着大容量、高速率的自由空间光通信（Free Space Optical,FSO）方向发展,但是大气湍流带来的光强闪烁效应严重影响了 FSO系统的接收机灵敏度,而先进的编码调制技术是抑制光强闪烁效应的关键技术之一。概率整型技术作为编码调制技术的一个分支,能够一定程度上缓解光强闪烁效应。论文主要进行了 FSO编码调制系统中的低复杂度概率整形方案设计;并优化了对数似然比（Log Likelihood Ratio,LLR）的计算方法,论文的主要工作如下。第一,本文基于Optilux光通信组件包和Matlab编程建立了40Gbps 比特交织偏振复用16星座正交幅度调制（Bit Interleaved Coded Modulation-Polarization Multiplexing-16 Quadrature Amplitude Modulation,BICM-PM-16QAM）编码调制FSO仿真系统。由于该系统包括比特交织、低密度奇偶校验码编译码、相干接收数字信号处理等大量运算模块,因此选用复杂度较低的Gamma-Gamma统计信道模型模拟大气湍流的影响。本文仿真了不同大气条件下自由空间光通信系统的链路损耗,以及系统误码率,仿真结果表明论文所建立的仿真系统能够反映真实大气信道下的40Gbps BICM-PM-16QAM编码调制通信系统性能。第二,针对高阶调制系统恒定成分分布匹配器（Constant Composition Distribution Matching,CCDM）概率整形（Probabilistic Shaping,PS）方案在高阶编码调制系统复杂度过高的问题,论文根据Gallager星座映射的特点,将二维均匀分布比特流按照非均匀映射表映射到Gallager星座点以实现复杂度低的概率整形。由所设计的两种不同映射表可得到冗余为18.8%和37.5%概率整形星座图,复杂度只有 CCDM 的 1 9.3%和 20.2%。本文采用 40Gbps PS-BICM-PM-16QAM-FSO仿真系统和室内离线实验系统对所设计方案进行了验证。在弱湍流环境下（@Cn2=10-15）,相对于均匀分布方案,两种概率整形方案的接收机灵敏度增益分别为0.35dB,1.05dB（@BER=10-6）。第三,针对强湍流下FSO系统接收机灵敏度恶化问题,设计并仿真分析了分集接收PS-BICM-PM-16QAM-FSO系统方案。系统采用了选择合并算法来提高系统性能,并基于浅神经网络设计了对数似然比（Log Likelihood Ratio,LLR）计算方法,相比于传统的LLR近似计算,可以进一步提升接收机灵敏度。所采用的LLRNet由2个神经单元输入层、16个神经单元隐藏层和4个神经单元输出层构成,并使用16QAM平面上生成±3σ标准差的随机信源进行训练得到LLR Net模型。本文仿真分析了不同分集数对该系统性能的影响。仿真结果表明,相对于单发单收系统,2分集系统能够获得5.6dB（@BER=10-4）的接收机灵敏度增益;4分集系统能够获得15.3dB（@BER=10-4）的接收机灵敏度增益。同时相对于传统的LLR近似计算,LLR Net能进一步带来0.08dB接收机灵敏度增益。
刘彦君[5]（2021）在《自由空间光通信中的并行化极化码译码算法》文中进行了进一步梳理极化码是由Erdal Arikan教授于2009年提出的一种新型的前向纠错（Forward Error Correction,FEC）技术,是通过严格的数学方法证明能达到信道容量极限的编码方案。其具有低复杂度低时延、无错误平层、短码性能好等诸多显着优势。本文在深入理解极化码编译码原理的基础上,首次硬件实现了总吞吐率达到40Gbps的256码长适配多种码率的级联循环冗余校验码的连续消除列表译码（Cyclic Redundancy Check Codes Aided Successive Cancellation List,CRC-SCL）算法,并在基于极化码的56 Gbit/s QPSK（polar-QPSK）背靠背实验中验证了所实现的译码算法的性能,同时对极化码在自由空间光通信系统的性能进行了仿真分析。本文的研究工作主要包括:1)分析了极化码编码的常用码字构造方法,并选择了复杂度更低的高斯近似法作为本文极化码的信道可靠性估计的方法。对SC、SCL、CRC-SCL和Fast-SSC等常用译码算法进行研究及实现。仿真分析了高斯白噪声信道（AWGN）下CRC-SCL算法不同码长和码率的译码性能。通过仿真证明,在QPSK调制系统中,短码条件下极化码的性能优于LDPC码。2)基于 Xilinx xcvu13p-flga2577-1-e 型号的 FPGA 芯片,首次硬件实现了 256码长的高吞吐率并行化CRC-SCL译码算法,其在156.25MHz的最大FPGA时钟频率下,总吞吐率达到40Gbps。分析了量化位数对译码器的影响,通过仿真和实验证明,对数似然比8 bits、路径度量值12 bits,为不降低误码特性的最低量化位数。3)进行了 56 Gbit/s polar-QPSK背靠背实验。实验结果表明,在采用CRC-SCL（L=2）译码算法时,BER为1E-3处,码率为1/2的256、512和1024码长的极化码分别获得了 7.5dB、7.9dB和8.5dB的编码增益,相比于SC算法分别提升了 0.8dB、0.6dB、0.4dB。基于 Xilinx xcvu13p-flga2577-1-e 芯片硬件实现的CRC-SCL译码算法,实现了-50.9dBm@1E-3的纠后误码率。4)仿真研究了 25Gbaud QPSK调制的极化码在自由空间光通信系统中的性能。结果表明,在传输距离为5km下,湍流强度为4、8、16时,采用极化码编译码方案可分别降低通信中断概率5.9%、14.5%和26.7%。在湍流强度小于16时,基于极化码的FSO系统的中断概率均小于10%。
刘好伟[6]（2021）在《基于阵列探测器的激光光斑位置检测技术研究》文中进行了进一步梳理自由空间光通信（Free Space Optical Communication,FSO）系统是指以激光光波作为信息载体,以自由空间作为信息传输媒介的通信系统。捕获（Acquisition）、对准（Pointing）、跟踪（Tracking）（APT）系统是自由空间光通信系统的重要组成部分,为适应自由空间光通信系统小型化、一体化的发展需求,APT系统使用一个光电探测器代替原来的粗跟踪和精跟踪探测器,将粗跟踪系统和精跟踪系统合二为一,简化系统结构。阵列探测器适用于粗、精跟踪一体化的APT系统,本文以阵列探测器为核心器件,以快速偏转镜为辅助器件搭建了激光光斑位置检测系统,并深入研究了基于阵列探测器的激光光斑位置检测技术。本文主要的研究内容如下:1.介绍了高斯光斑模型下,阵列探测器的位置检测原理和光斑位置检测系统的主要指标参数。在此基础上建立了光斑位置检测算法的数学模型,并分析了影响光斑位置检测精度的主要因素;2.分析对比了几种常用的光斑位置检测算法,在无穷积分法的基础上引入多项式误差补偿因子减少死区和探测单元不均匀性带来的误差,光斑位置检测的均方根误差为0.78μm,最大误差为5μm。3.针对粗跟踪阶段的大视场和快速捕获需求,提出边缘阈值判断归心算法和全局路径规划归心算法,视场达到70.3mrad,光斑位置的检测精度均优于20μrad量级,并且归心速度快,用时少。4.设计了阵列探测器的后端放大电路以及数据采集电路,搭建了基于阵列探测器的光斑位置检测试验平台,对光斑位置检测算法和粗、精跟踪一体化的可行性进行验证。综上所述,本文基于阵列探测器提出的三种光斑位置检测算法,对自由空间光通信光斑位置检测的完善具有理论指导意义。针对APT系统,提出的粗、精跟踪一体化设计方案,对自由空间光通信系统的小型化、一体化应用具有一定的实际应用价值。
罗宝翔[7]（2021）在《空间光通信大气信道FBMC-偏振调制技术研究》文中认为相对于在真空信道下的空地无线光通信,在大气信道下的空间光通信系统的实际应用是尤为普遍的。基于大气信道的空间光通信技术在城域网数据扩展、光纤数据备份、应急数据通信、蜂窝式回程通信网络、军事上的数据保密通信、量子数据通信以及“最后一英里”等多个应用领域已经得到了广泛应用。其中调制技术是实现其通信稳定的关键技术,直接决定了信号传输的可靠性与鲁棒性。目前正交频分复用技术由于其抵抗频率选择性衰落和窄带噪声的能力较强,可以有效抑制码间干扰以及随机衰落效应,一直以来是光通信研究的热点。但是,正交频分复用系统很难适应恶劣的信道环境,会因激光相位噪声等造成子载波间的串扰。而滤波器组多载波调制技术则弥补了正交频分复用的缺点,既保证了子信道的独立性,也不要求子载波间严格同步,更适合于空间光通信。圆偏振调制技术有更高的穿透力和抗衰减能力,对抗大气湍流也有更好的保偏特性,因此也是空间光通信的研究热点之一。将偏振调制技术组合并重新引入滤波器组多载波调制技术,能有效地结合两者的技术优点,应用于系统对抗恶劣的多信道干扰环境,提高了在无线光通信系统中的可靠性和工作鲁棒性。本文对基于地面点对点大气信道的滤波器组多载波的偏振调制技术进行研究,以解决现阶段研究中传统调制方式抗湍流能力差、子载波串扰严重、抗复杂天气环境能力差等问题。论文主要的研究内容和工作成果如下:（1）首先针对子载波正交频分复用调制技术频谱效率低、严格地要求子载波同步、子载波串扰严重等问题,本文提出了一种采用滤波器组多载波调制技术（FBMC）代替子载波正交频分复用技术的方案。仿真结果证明,基于滤波器组多载波调制技术相比基于正交频分复用调制技术更能有效解决空间光通信调制系统的子载波串扰及频谱效率低等问题,还能提升系统的信噪比。（2）其次,针对现有的偏振调制技术的抗大气干扰能力差的问题,本文首先提出了一种对于环境影响的极不敏感正交差分相移技术与圆偏振光调制相结合方式,然后为了验证滤波器组多载波的圆偏振调制技术的抗大气干扰能力,使之与本文所提出的正交差分相移调制的偏振调制技术仿真对比。仿真结果表明,在同样采用圆偏振光调制的方式下,本文提出的调制技术相比采用正交差分相移调制技术更能有效提高在正常天气下的抗干扰能力。（3）最后针对基于滤波器组多载波的偏振调制系统在对抗复杂天气下大气干扰性能较差的问题,本文提出采用多输入多输出技术替换原有的单输入单输出系统的方案。通过分别在正常天气下通信仿真与极端恶劣天气条件下参数对比,结果分析表明,该技术能有效地对抗复杂天气环境,提高系统性能。
翟惠敏[8]（2021）在《高速光通信系统中四维调制技术研究》文中认为当今社会正处在信息急速发展的时代,随着5G的正式商用,互联网产业得到进一步发展。光通信传输网络作为信息时代的基础传输建设,为新技术的发展奠定了基础,同时急剧增长的流量及带宽需求也给通信网络造成巨大的挑战。面对海量数据的传输需求,提高光通信传输网络的性能是通信领域研究者的研究重点。四维调制是在光载波的两个正交偏振上的同相和正交分量构成的四维空间进行调制的方式,增加了星座点之间的最小欧氏距离,解决谱效率和渐进功率效率之间的矛盾,进而在不增加硬件复杂度的基础上有效提高系统传输容量。本论文在研究高速光通信系统中四维调制技术理论的基础上,重点探索了采用聚类算法进行判决译码的四维调制光传输方案、基于概率整形和信道编码的四维调制光传输方案以及适用于自由空间光通信系统的四维调制光传输方案。本文主要的研究工作如下:（1）提出基于聚类算法的四维调制光传输方案,该方案采用聚类算法对接收四维信号进行判决译码,降低了信号在经过传输后受到非线性影响产生误码的情况。仿真结果表明,当BER=1×10-3时,采用聚类算法判决的128-SP-QAM方案的误码率性能比传统128-SP-QAM提高0.4dB,采用聚类算法判决的PS-QPSK方案要比传统PS-QPSK提高约1dB的性能优势,有效提升了系统的误码率性能。（2）提出了一种基于聚类算法和概率整形技术相结合的四维PSKM-128-SP-QAM调制方案,该方案通过采用概率整形实现信号的非均匀映射,以解决均匀星座图调制的信道容量难以接近香农极限的问题,并采用K-means算法进行信号判决,仿真研究了该方案在不同光信噪比、不同传输距离下的传输性能。仿真结果表明,所提方案对比传统四维调制格式,获得明显的整形编码增益。在传输50km时,PSKM-128-SP-QAM 与 128-SP-QAM 相比获得了 2.7dB 的信噪比增益。（3）提出基于概率整形和纠错编码的四维PSKM-LDPC-SP-QAM调制方案,该方案在PSKM-128-SP-QAM调制方案的基础上采用信道编码提升系统传输的可靠性,以解决非均匀星座点更易受到噪声等因素的影响。仿真结果表明,在背靠背系统和传输距离为50km时,PSKM-LDPC-SP-QAM的性能均提升了约4.5dB,因此采用LDPC码对PSKM-128-SP-QAM进行信道编码可以明显降低系统的误码率,适合用于高速长距离光通信传输系统。（4）提出自由空间光通信系统中四维调制光传输方案,通过研究在自由空间光通信中采用四维调制格式实现信息传输,以提升系统的传输容量,改善误码率性能,分别仿真实现PS-QPSK以及KM-128-SP-QAM调制格式在自由空间光通信系统中的信息传输,仿真结果表明自由空间光通信系统中采用四维调制方案的可行性,并且采用聚类算法进行判决的KM-128-SP-QAM能够降低系统的误码率,更适合在高速长距离传输下进行传输信息。
江杰[9]（2021）在《自由空间光通信中大气湍流补偿理论与技术研究》文中指出自由空间光通信（Free Space Optical Communication,FSO）是一种以激光为信号载体,以大气、海水等自由空间为传输介质的新型无线通信方式,具有传输带宽大、通信速率高、抗干扰性强以及部署机动灵活等优势,因而迅速成为通信领域的研究热点,广泛应用于卫星通信、星地通信以及军事等领域。但是当激光在空间光路中传输时,一方面由于大气湍流的干扰,容易引起光强闪烁、光束漂移、波前相位畸变等现象,另一方面在接收端通常使用模场半径极小的单模光纤进行空间光耦合,进一步增加了激光被系统接收的难度,最终导致接收光功率减小,严重影响通信系统稳定性,因此如何补偿湍流干扰,提高光纤耦合效率已经成为空间光通信必须解决的问题。本文主要针对空间光通信中的湍流补偿技术——自适应光学技术展开研究,并对基于少模光纤的模式分集接收技术进行了部分前瞻性研究,主要工作内容如下:1、针对自由空间光通信和湍流补偿技术的发展情况进行了调研综述,主要包括:自由空间光通信系统的国内外研究进展、大气湍流对激光传输的影响、目前主流的湍流补偿技术等。2、研究了空间光通信系统中的激光传输理论和大气湍流统计模型。基于分步傅里叶算法实现了激光在大气信道中的传输仿真;基于Kolmogorov湍流功率谱密度和Taylor湍流冻结理论实现了静态、动态湍流相位屏的数值模拟,并利用湍流信道模型验证了湍流仿真正确性;此外,介绍了空间光通信接收端单模、少模光纤耦合效率的计算方法。3、完成了基于随机并行梯度下降算法（Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD）的无波前传感自适应光学系统的数值仿真,并利用该算法分别对空间光通信中静态、动态大气湍流所引起的波前相位畸变进行了补偿校正;同时,在仿真中利用少模光纤耦合解复用系统代替单模光纤进行了空间光耦合,分别讨论分析了 SPGD算法校正前后单模、少模光纤的耦合特性,初步验证了基于少模光纤的模式分集接收技术对光纤耦合效率的提升效果。4、完成了有波前传感自适应光学系统的理论建模和数值仿真。研究了有波前传感自适应光学系统中各个组成部分的工作原理与数学模型,介绍了常用的波前重构算法;通过数值模拟实现了对湍流效应所导致的畸变波前相位的复现及校正,并对该自适应光学系统对空间光通信中光纤耦合效率和波前相位均方根的校正效果进行了讨论分析。
刘人瑄[10]（2021）在《贝塞尔高斯光束在光学天线系统中的传输效率研究》文中研究指明自从光通信技术中的烽火传信诞生以来,空间光通信便推动着全体人类将所在的社会由之前的工业化社会转向现在的高速信息化社会发展。自由空间光通讯的诞生,带来了具有更安全私密,功耗更低,抗电磁干扰能力更强,传输容量更大,设备体积更小,架设更方便的技术。用于发射和接收载有信息光束的光学天线和用于光束传输的光纤是光学传输系统中十分重要的器件。为了提高传输效率,光学天线的中心遮挡是研究人员一直在不断探索的问题,本论文利用贝塞尔高斯光束的暗中空特性对这一问题进行了分析研究。同时本论文也研究了贝塞尔高斯光与光纤的耦合效率。论文主要研究内容如下:（1）提出了运用贝塞尔高斯光束的中空特性来尝试解决天线次镜的遮挡问题,同时分析计算出了此时的传输效率。研究表明,贝塞尔高斯光束可以显着提高在卡塞格伦天线中的传输效率。（2）对贝塞尔高斯光束由卡塞格伦光学天发射之后的光场分布、相位分布和远场,以及波长变化、因各种因素导致的天线主镜偏焦对光场分布、相位分布、传输效率的影响进行了研究和分析。天线主镜偏焦量为正时传输效率将增加,但存在偏焦时由双抛卡塞格伦光学天线传输的贝塞尔高斯在观察平面中的强度分布和相位分布都将会发生变化,发射光束的质量大大下降,所以通过使卡塞格林天线系统偏焦来提高传输效率是不可行的。（3）对贝塞尔高斯光与光场同样具有中空特性的其他涡旋光在天线中传输时的效率以及远场的分布进行了对比分析,总体来说,贝塞尔高斯光束在卡塞格伦光学天线中的传输性能优于拉盖尔高斯光束。（4）分析了贝塞尔高斯光束与单模光纤的耦合效率,包括单模光纤出现横纵向偏移以及随机抖动的情况下贝塞尔高斯光束与它的耦合的传输效率。（5）设计了一种组合透镜来提高贝塞尔高斯光束与它耦合时的传输效率,耦合效率在耦合透镜的数值孔径的倒数取不同值均有较大提升。
二、自由空间光通信技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、自由空间光通信技术（论文提纲范文）
（1）空间光-光纤耦合自动对准及控制算法实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 自由空间光通信的国内外研究进展 |
| 1.2.1 国外进展 |
| 1.2.2 国内进展 |
| 1.3 空间光耦合的国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 空间光耦合自动对准技术研究现状 |
| 1.5 主要研究内容及论文结构 |
| 2 空间光-单模光纤耦合理论 |
| 2.1 平面波耦合效率的模场分析 |
| 2.2 不同对准误差对空间光耦合效率的影响 |
| 2.2.1 轴向误差对单模光纤耦合效率的影响 |
| 2.2.2 径向误差对单模光纤耦合效率的影响 |
| 2.2.3 偏转误差对单模光纤耦合效率的影响 |
| 2.3 空间光-单模光纤耦合效率的其他影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 空间光-光纤耦合自动对准系统设计 |
| 3.1 空间光耦合自动对准系统 |
| 3.2 系统硬件组成结构 |
| 3.2.1 压电陶瓷恒压供电模块设计 |
| 3.2.2 基于OPA445的双极性直流放大电路设计 |
| 3.2.3 基于PA85A的高压运算放大电路设计 |
| 3.3 压电陶瓷连接及与光纤固定方式设计 |
| 3.3.1 三种压电陶瓷介绍 |
| 3.3.2 压电陶瓷组合及与光纤固定方式设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 自动对准算法及控制系统设计 |
| 4.1 空间光耦合自动对准算法 |
| 4.2 随机并行梯度下降算法 |
| 4.2.1 随机并行梯度下降算法介绍 |
| 4.2.2 随机并行梯度下降算法流程图 |
| 4.3 随机并行梯度下降算法不同参数仿真 |
| 4.3.1 固定增益随机并行梯度下降算法 |
| 4.3.2 变增益随机并行梯度下降算法 |
| 4.4 控制系统软件设计 |
| 4.4.1 FPGA开发平台介绍 |
| 4.4.2 基于AN9767的14位DA模块驱动设计 |
| 4.4.3 上位机及控制指令接收模块设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 空间光耦合自动对准实验研究 |
| 5.1 实验装置介绍 |
| 5.2 单模光纤耦合自动对准实验研究 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（2）激光在雾环境下的传输衰减特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 自由空间光通信国内外研究进展 |
| 1.2.2 雾粒子的散射特性国内外研究进展 |
| 1.2.3 激光在雾环境下的传输衰减特性国内外研究进展 |
| 1.3 论文的研究内容及结构安排 |
| 1.3.1 论文的研究内容 |
| 1.3.2 论文的结构安排 |
| 2 大气衰减对激光传输的影响特性 |
| 2.1 大气的成分和结构 |
| 2.2 大气吸收 |
| 2.3 大气散射 |
| 2.3.1 弹性散射 |
| 2.3.2 非弹性散射 |
| 2.4 大气折射 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 激光在雾环境下传输的衰减特性 |
| 3.1 雾的物理特性 |
| 3.1.1 雾的成因与分类 |
| 3.1.2 雾的尺寸分布 |
| 3.1.3 雾滴的复折射率 |
| 3.1.4 能见度与含水量 |
| 3.2 雾滴粒子的散射理论 |
| 3.2.1 球形粒子的米氏散射理论 |
| 3.2.2 雾滴粒子单次散射理论 |
| 3.2.3 雾滴粒子多次散射理论 |
| 3.3 衰减系数的经典模型 |
| 3.3.1 Kruse模型 |
| 3.3.2 Kim模型 |
| 3.3.3 Naboulsi模型 |
| 3.3.4 Ijaz模型 |
| 3.3.5 模型的比较与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 激光在雾环境中的传输衰减特性测量 |
| 4.1 实验系统及其参数 |
| 4.1.1 实验原理 |
| 4.1.2 实验系统与方法 |
| 4.1.3 系统参数设置 |
| 4.1.4 实验测量地点的选择 |
| 4.2 实验结果与数据分析 |
| 4.2.1 激光在雾环境下传输的衰减系数测量 |
| 4.2.2 经典模型的适用性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（3）轨道角动量模式复用光通信系统中干扰抑制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 OAM的发展 |
| 1.2.2 OAM在通信领域的应用 |
| 1.2.3 OAM光通信系统中关键技术 |
| 1.3 本文主要研究内容和创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 OAM模式复用光通信系统关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 OAM模式复用空间光通信系统关键技术 |
| 2.2.1 大气湍流建模 |
| 2.2.2 大气湍流对涡旋光束的影响 |
| 2.2.3 GS算法 |
| 2.3 OAM模式复用光纤通信系统关键技术 |
| 2.3.1 OAM模式复用光纤通信系统搭建 |
| 2.3.2 非线性的产生及特性 |
| 2.3.3 传统器件非线性均衡方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 OAM-FSO系统中基于WF的相位校正方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于OAM的AO-FSO通信链路模型 |
| 3.3 基于WF算法的相位校正方法 |
| 3.4 仿真结果和性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 OAM光纤通信系统中基于KNN的非线性判决方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于KNN的判决方法 |
| 4.2.1 原理及方案 |
| 4.2.2 实验结果和性能分析 |
| 4.3 基于概率KNN的非线性判决方法 |
| 4.3.1 原理及方案 |
| 4.3.2 实验结果和性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 OAM光纤通信系统中基于朴素贝叶斯的非线性判决方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于朴素贝叶斯的非线性判决方法 |
| 5.2.1 原理及方案 |
| 5.2.2 实验结果和性能分析 |
| 5.3 基于DNB的非线性判决方法 |
| 5.3.1 原理及方案 |
| 5.3.2 实验结果和性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（4）自由空间光通信系统概率整形方案研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文研究内容及论文结构安排 |
| 第二章 40Gbps BICM-PM-16QAM-FSO编码调制系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自由空间光通信系统链路损耗分析 |
| 2.2.1 吸收和散射效应 |
| 2.2.2 天气造成的损耗 |
| 2.2.3 指向和发散损耗 |
| 2.2.4 大气湍流效应 |
| 2.2.5 链路损耗分析 |
| 2.3 自由空间光通信系统大气湍流模型分析 |
| 2.3.1 湍流统计模型仿真实现 |
| 2.3.2 湍流相位屏模型仿真实现 |
| 2.3.3 相位屏模型和Gamma-Gamma模型对比 |
| 2.4 40Gbps BICM-PM-16QAM-FSO编码调制系统设计与仿真 |
| 2.4.1 40Gbps BICM-PM-16QAM-FSO编码调制仿真系统的设计 |
| 2.4.2 40Gbps BICM-PM-16QAM-FSO系统仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低复杂度概率整形编码调制方案研究与设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 概率整形编码增益 |
| 3.3 低复杂度概率整形方案设计 |
| 3.3.1 PS方案设计 |
| 3.3.2 PS方案复杂度分析 |
| 3.4 QC-LDPC码设计 |
| 3.5 40Gbps PS-BICM-PM-16QAM-FSO仿真系统设计与仿真 |
| 3.5.1 仿真系统设计 |
| 3.5.2 仿真结果分析 |
| 3.6 40Gbps PS-BICM-PM-16QAM-FSO离线实验系统设计与分析 |
| 3.6.1 实验系统设计 |
| 3.6.2 实验结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 优化LLR计算的分集接收概率整形系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 大气信道下LLR理论分析 |
| 4.2.1 大气信道下LLR计算 |
| 4.2.2 浅神经网络增益分析 |
| 4.3 LLR浅神经网络方案设计和网络训练 |
| 4.3.1 LLR浅神经网络方案设计 |
| 4.3.2 LLR Net模型训练 |
| 4.3.3 LLR Net模型训练结果 |
| 4.4 40Gbps LLR-PS-BICM-PM-16QAM-FSO系统设计 |
| 4.5 40Gbps LLR-PS-BICM-PM-16QAM-FSO系统仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 后续工作与安排 |
| 参考文献 |
| 附录: 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表学术论文和参加科研项目情况 |
| 发表的学术论文 |
| 参与的科研项目 |
（5）自由空间光通信中的并行化极化码译码算法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 极化码的国内外研究现状 |
| 1.2.1 极化码译码研究现状 |
| 1.2.2 极化码译码器硬件实现研究现状 |
| 1.2.3 极化码在自由空间光通信系统中应用的研究现状 |
| 1.2.4 小结 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本文的组织架构 |
| 第二章 极化码的原理及编译码算法的研究 |
| 2.1 极化码概述 |
| 2.2 极化原理 |
| 2.3 信道可靠性估计方法与极化码编码 |
| 2.3.1 巴氏参数 |
| 2.3.2 密度进化 |
| 2.3.3 高斯近似 |
| 2.3.4 极化码编码 |
| 2.4 极化码译码算法 |
| 2.4.1 SC译码算法 |
| 2.4.2 SCL译码算法 |
| 2.4.3 CRC-SCL译码算法 |
| 2.4.4 Fast-SSC译码算法 |
| 2.5 基于BPSK调制的仿真结果分析 |
| 2.5.1 不同译码算法的仿真性能 |
| 2.5.2 不同码长的极化码仿真性能 |
| 2.5.3 相同码长下不同码率的极化码仿真性能 |
| 2.6 基于QPSK调制的仿真结果分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于FPGA的CRC-SCL译码器的设计与实验验证 |
| 3.1 完全展开式流水线架构 |
| 3.2 译码器模块设计 |
| 3.2.1 LLR计算模块 |
| 3.2.2 PM计算及排序模块 |
| 3.2.3 路径管理模块 |
| 3.2.4 CRC校验模块 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.3.1 功能仿真 |
| 3.3.2 资源量结果 |
| 3.3.3 误码率曲线 |
| 3.3.4 量化对性能的影响 |
| 3.3.5 并行路数对性能的影响 |
| 3.3.6 与其他译码器的比较 |
| 3.4 基于极化码的QPSK系统实验研究 |
| 3.4.1 实验平台搭建 |
| 3.4.2 MATLAB处理的实验结果分析 |
| 3.4.3 VIVADO处理的实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于极化码的自由空间光通信系统的研究与分析 |
| 4.1 自由空间光通信系统中的湍流信道模型 |
| 4.1.1 log-normal模型 |
| 4.1.2 双伽马分布信道模型 |
| 4.1.3 基于Kolmogorov理论的湍流相位屏生成 |
| 4.2 极化码在自由空间光通信中的仿真性能分析 |
| 4.2.1 仿真平台搭建 |
| 4.2.2 自由空间光通信系统中湍流信道的设计 |
| 4.2.3 仿真结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 全文工作总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（6）基于阵列探测器的激光光斑位置检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 自由空间光通信技术的发展现状 |
| 1.3 APT系统概述 |
| 1.4 光电探测器的选择及性能对比 |
| 1.4.1 位置敏感探测器 |
| 1.4.2 互补金属氧化物半导体 |
| 1.4.3 阵列探测器 |
| 1.4.4 三种光电探测器性能对比 |
| 1.5 自由空间光通信系统中的阵列探测器 |
| 1.5.1 国外阵列探测器的应用现状 |
| 1.5.2 国内阵列探测器的应用现状 |
| 1.5.3 基于阵列探测器的光斑位置检测算法的发展现状 |
| 1.6 论文结构 |
| 第2章 基于阵列探测器的光斑位置检测系统及原理 |
| 2.1 系统介绍 |
| 2.2 阵列探测器的物理效应 |
| 2.3 阵列探测器的光斑位移检测原理 |
| 2.4 测量系统指标 |
| 2.4.1 光斑位置检测角分辨率 |
| 2.4.2 光斑位置检测范围 |
| 2.4.3 光斑位置检测视场角 |
| 2.4.4 光斑位置检测误差 |
| 2.4.5 光斑位置检测灵敏度 |
| 2.4.6 系统输出帧率 |
| 2.5 影响光斑位置检测精度的因素 |
| 2.5.1 解算模型的影响 |
| 2.5.2 阵列探测器硬件对精度的影响 |
| 2.5.3 噪声的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 精跟踪阶段的光斑位置检测算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 核心问题 |
| 3.3 常见算法 |
| 3.3.1 数据库查询法 |
| 3.3.2 函数拟合法 |
| 3.3.3 常用算法小结 |
| 3.4 多项式无穷积分算法 |
| 3.4.1 多项式拟合电流解算值 |
| 3.4.2 光斑质心位置多项式拟合 |
| 3.4.3 电流结算值和位置同时多项式拟合 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 粗跟踪阶段的光斑位置检测算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阵列探测器光斑位置算法比较 |
| 4.3 边缘阈值判断归心算法 |
| 4.3.1 边缘阈值判断归心算法介绍 |
| 4.3.2 边缘阈值判断归心算法仿真 |
| 4.4 全局路径规划归心算法 |
| 4.4.1 全局路径规划归心算法介绍 |
| 4.4.2 全局路径规划归心算法仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 测试系统搭建及实验分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 精跟踪测试实验总体设计方案 |
| 5.1.2 粗跟踪测试实验总体设计方案 |
| 5.2 硬件平台搭建 |
| 5.2.1 硬件电路 |
| 5.2.2 位移测试平台 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.3.1 精跟踪光斑位置检测算法验证 |
| 5.3.2 粗跟踪光斑位置检测算法验证 |
| 5.3.3 粗精跟踪一体化实验验证 |
| 5.3.4 跟踪视场的实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究内容总结 |
| 6.2 论文完成的工作 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）空间光通信大气信道FBMC-偏振调制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第2章 调制系统原理与偏振理论 |
| 2.1 空间光通信调制系统原理 |
| 2.1.1 OFDM系统 |
| 2.1.2 FBMC系统 |
| 2.1.3 OFDM与FBMC对比 |
| 2.2 偏振理论 |
| 2.2.1 线偏振光和圆偏振光简述 |
| 2.2.2 大气的退偏效应 |
| 2.2.3 基于FSO的圆偏振模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于FBMC-PolSK的调制系统 |
| 3.1 基于FBMC-PolSK的调制系统原理 |
| 3.2 大气信道的影响因素及信道模型 |
| 3.2.1 大气湍流对FSO信道的影响 |
| 3.2.2 大气衰减对FSO信道的影响 |
| 3.2.3 大气信道模型 |
| 3.3 基于FBMC的OQAM-PolSK基带信号 |
| 3.3.1 OQAM信号 |
| 3.3.2 OQAM-PolSK信号 |
| 3.4 基于FBMC的圆偏振调制技术 |
| 3.5 基于正交差分相移的圆偏振调制技术 |
| 3.6 系统仿真性能对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于MIMO技术的FBMC-PolSK调制系统 |
| 4.1 基于SISO技术的FBMC-PolSK调制技术 |
| 4.2 基于MIMO技术的FBMC-PolSK调制技术 |
| 4.3 基于MIMO技术的FBMC-PolSK系统性能分析 |
| 4.4 正常天气下MIMO与SISO系统仿真参数分析 |
| 4.5 极端天气下MIMO与SISO系统仿真参数分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（8）高速光通信系统中四维调制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 相干光通信四维调制格式研究现状 |
| 1.2.2 概率整形技术研究现状 |
| 1.2.3 前向纠错编码技术研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作内容 |
| 1.4 本论文的组织结构 |
| 第二章 四维调制格式的基本理论 |
| 2.1 四维调制格式基本概念 |
| 2.1.1 四维调制技术简介 |
| 2.1.2 谱效率和渐进功率效率 |
| 2.2 典型的四维调制格式 |
| 2.2.1 DP-QPSK |
| 2.2.2 6Pol-QPSK |
| 2.2.3 基于球填充的四维调制格式 |
| 2.3 PS-QPSK |
| 2.3.1 PS-QPSK调制与解调 |
| 2.3.2 PS-QPSK调制格式性能分析 |
| 2.4 128-SP-QAM |
| 2.4.1 128-SP-QAM调制 |
| 2.4.2 128-SP-QAM调制格式性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于聚类算法的四维调制光传输方案 |
| 3.1 聚类算法 |
| 3.1.1 基于划分的聚类分析算法 |
| 3.1.2 基于模型的聚类分析算法 |
| 3.2 基于聚类算法的四维调制光传输方案 |
| 3.2.1 128-SP-QAM信号接收 |
| 3.2.2 基于K-means算法的信号接收 |
| 3.2.3 基于GMM算法的信号接收 |
| 3.3 基于聚类算法的四维调制光传输方案仿真与分析 |
| 3.3.1 基于聚类算法的128-SP-QAM光传输方案仿真与分析 |
| 3.3.2 基于聚类算法的PS-QPSK光传输方案仿真与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于概率整形的四维编码调制方案 |
| 4.1 概率整形 |
| 4.2 PSKM-128-SP-QAM编码调制方案 |
| 4.2.1 PSKM-128-SP-QAM编码调制方案原理 |
| 4.2.2 PSKM-128-SP-QAM系统性能分析 |
| 4.3 基于概率整形技术的四维调制纠错编码方案 |
| 4.3.1 低密度奇偶校验码 |
| 4.3.2 PSKM-LDPC-SP-QAM方案原理 |
| 4.3.3 PSKM-LDPC-SP-QAM方案性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 自由空间光通信中四维调制技术研究 |
| 5.1 自由空间光通信系统 |
| 5.2 自由空间光通信系统中四维调制方案 |
| 5.2.1 发送端 |
| 5.2.2 大气信道模型 |
| 5.2.3 接收端 |
| 5.3 自由空间光通信系统中四维调制方案性能分析 |
| 5.3.1 FSO中PS-QPSK调制系统性能分析 |
| 5.3.2 FSO中KM-128-SP-QAM调制系统性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录：缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（9）自由空间光通信中大气湍流补偿理论与技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 自由空间光通信研究背景 |
| 1.2 大气对空间光通信系统的影响 |
| 1.3 大气湍流补偿技术 |
| 1.3.1 部分相干光传输技术 |
| 1.3.2 分集接收技术 |
| 1.3.3 自适应光学技术 |
| 1.4 本文研究内容与结构安排 |
| 第二章 自由空间光通信传输理论 |
| 2.1 空间光通信系统模型 |
| 2.2 激光在大气中的传输 |
| 2.3 大气湍流相位屏仿真 |
| 2.3.1 大气湍流理论模型 |
| 2.3.2 湍流信道中光强分布统计特性 |
| 2.3.3 静态湍流相位屏数值仿真 |
| 2.3.4 动态湍流相位屏数值仿真 |
| 2.4 接收端光纤耦合效率的计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 无波前传感的自适应光学技术 |
| 3.1 基于优化算法的自适应光学技术 |
| 3.1.1 常用的优化算法 |
| 3.1.2 SPGD算法基本原理 |
| 3.2 静态湍流校正研究 |
| 3.2.1 仿真系统模型 |
| 3.2.2 湍流校正前后的光纤耦合效率 |
| 3.2.3 光纤耦合特性分析 |
| 3.3 动态湍流校正研究 |
| 3.3.1 仿真系统模型 |
| 3.3.2 湍流校正前后的光纤耦合效率 |
| 3.3.3 光纤耦合特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 有波前传感的自适应光学技术 |
| 4.1 有波前传感自适应光学系统结构 |
| 4.1.1 波前传感器 |
| 4.1.2 波前校正器 |
| 4.1.3 波前控制器 |
| 4.2 波前重构理论 |
| 4.2.1 Zernike模式法 |
| 4.2.2 区域法 |
| 4.2.3 直接斜率法 |
| 4.3 波前复原数值模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（10）贝塞尔高斯光束在光学天线系统中的传输效率研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 选题依据和研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 空间光通信国内外研究现状 |
| 1.3.2 卡塞格伦光学天线国内外研究现状 |
| 1.3.3 光纤耦合国内外研究现状 |
| 1.4 本文结构和内容安排 |
| 第二章 光束在光学天线系统传输的基础理论 |
| 2.1 衍射积分理论 |
| 2.2 光束受光阑限制时传输的近似解析 |
| 2.3 光纤耦合理论 |
| 2.4 贝塞尔高斯光束的基本特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 贝赛尔高斯光束在卡塞格伦光学天线中的传输特性研究 |
| 3.1 贝赛尔高斯光束在卡塞格伦光学天线中的传输光场及相位研究 |
| 3.2 贝塞尔高斯光在卡塞格伦发射天线中的传输效率分析与比较 |
| 3.2.1 贝塞尔高斯光在卡塞格伦发射天线中的传输效率 |
| 3.2.2 贝塞尔高斯光与其他空心光的传输效率分析与比较 |
| 3.3 贝塞尔高斯光束由卡塞格伦光学天线发射后的远场分析 |
| 3.4 卡塞格伦光学天线偏焦对传输效率的影响 |
| 3.5 波长变化对光场分布和传输效率的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 贝塞尔高斯光束与光纤耦合的传输效率研究 |
| 4.1 贝塞尔高斯光束与单模光纤耦合的传输效率研究 |
| 4.2 单模光纤发生偏移时对耦合效率影响的研究 |
| 4.2.1 单模光纤发生纵向偏移时对耦合效率影响的研究 |
| 4.2.2 单模光纤横向偏移时对耦合效率影响的研究 |
| 4.2.3 单模光纤随机抖动时对耦合效率影响的研究 |
| 4.3 光束整形提升耦合效率 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
四、自由空间光通信技术（论文参考文献）
- [1]空间光-光纤耦合自动对准及控制算法实验研究[D]. 尹奔康. 西安理工大学, 2021
- [2]激光在雾环境下的传输衰减特性研究[D]. 贾之娟. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]轨道角动量模式复用光通信系统中干扰抑制方法研究[D]. 周思彤. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]自由空间光通信系统概率整形方案研究与设计[D]. 高润秋. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]自由空间光通信中的并行化极化码译码算法[D]. 刘彦君. 北京邮电大学, 2021(01)
- [6]基于阵列探测器的激光光斑位置检测技术研究[D]. 刘好伟. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [7]空间光通信大气信道FBMC-偏振调制技术研究[D]. 罗宝翔. 长春理工大学, 2021(02)
- [8]高速光通信系统中四维调制技术研究[D]. 翟惠敏. 北京邮电大学, 2021(01)
- [9]自由空间光通信中大气湍流补偿理论与技术研究[D]. 江杰. 北京邮电大学, 2021(01)
- [10]贝塞尔高斯光束在光学天线系统中的传输效率研究[D]. 刘人瑄. 电子科技大学, 2021(01)