无线光通信调制技术研究

高 辉，陈 晨，牛 犇

（1.哈尔滨石油学院；2.黑龙江东方学院，黑龙江 哈尔滨 150080）

无线光通信调制技术研究

高 辉1，陈 晨2，牛 犇1

（1.哈尔滨石油学院；2.黑龙江东方学院，黑龙江 哈尔滨 150080）

近年来，我国国民经济进入了快速发展的阶段，科学技术也在不断进步，人们的生活水平不断提高，通信技术也在不断地更新，其中，无线光通信调制技术在通信领域也得到了应用.所谓通信的调制就是需要进行传输的信息被加载到载波上的过程，调制技术即信息加载过程中所使用的加载方法.信息传输过程中的真实度和系统的误码特性都受到调制技术的影响，所以，调制技术在通信中十分重要，对于调制技术的研究必须重视.

无线光通信；强度调制技术；偏振调制技术

1 引言

天气情况对于激光光束在大气中的传输效果影响很大，恶劣的天气会使激光束传输受到阻碍，当然就算是在天气情况良好的时候，强衰减和大气湍流效应也会对激光光束的传输起到阻碍作用.由于客观因素的影响，FSO系统的性能就会受到影响，无法达到最佳的效果.现阶段，对于光强变化，对偏振特性的研究也在开展中，但是研究成果并不显著，而且研究相对较少，且不深入.

2 无线光通信调制技术

2.1 无线光通信调制技术概述

在无线光通信领域中，强度调制应用的范围最广，而OOK调制是最普遍使用的一种强度调制方式，虽然其性能受到光强闪烁及信道光噪声的影响，从而很不稳定，但是这种调制的宽带利用率很高.如果噪声影响较大，强度调制的效果会很差.所以，为了改变这一现状，研究人员在无线光通信领域中引用了一些对于系统的可靠性有着提高作用的新的调制方式，包括DPIM、DPPM、PPM等，当然，这些调制方式会使宽带的利用率降低.基于以上这些调制方式的问题，研究人员提出了偏振调制调制技术，本文将就偏振调制调制技术进行研究和分析.

2.2 无线光通信中的偏振调制技术

偏振调制技术实际上在无线光通信中的应用并不广泛，因为这种技术最开始只是相干通信技术的备用技术，而且并没有大规模的开展开来.虽然理论上偏振调制技术相比于OOK调制技术来说，增益明显，但是在实际使用过程中，偏振调制因为对于通信设备的要求较高，而现阶段通信设备整体水平没有达到应用偏振调制技术的要求，所以偏振调制技术的应用效果就受到了很大的影响.

偏振调制系统中，一般选择一个水平正交偏振态和垂直正交偏振态，假设水平偏振态代表的信号是“1”，而垂直偏振态的代表信号是“0”.在通信过程中，光脉冲的序列具有相同的光强，但是光脉冲的偏振态会有所不同，如图1.不难发现，光信号在信息传输时其强度一直是固定的，而光的偏振态在不停的变化.而图2则是这种变化在邦加球上的显示，

图1 PolSK调制的脉冲序列

图2 线偏振PolSK调制在邦加球上的描述

基于线偏振光的PolSK调制，其光信号可以表示为

其四个Stokes参数表示为

在偏振调节系统的接收端，Stokes参数可以用相干探测的方法确定，当然，直接探测方法也可以使用.图3就是使用直接探测方法的示意图，两个光电探测器分别接收水平偏振和垂直偏振，就可以确定光信号所代表的数据内容.当传送数据为‘1’时，输出信号为

当传送数据为‘0’是，输出信号为

以上式中接收到的信号光功率用i0表示，光电探测器的转换效率用PR表示，两个接收数据情况下总的噪声电流分别用in,1和in,0表示.

图3 线偏振PolSK调制直接探测示意图

将两个光电探测器的信号做差值，然后利用判定规则

对于传输数据就可以做出相应的判定，进而传输信息的内容也就可以得到.差分接收方式在接收端的采用使得PolSK调制与OOK调制系统相比其性能有3dB的优势.

3 结论

在无线光通信领域中，主要有强度调制技术与偏振调制技术两种，由于强度调制技术的应用范围较广且存在一定的问题，本文主要就偏振调制技术进行了研究和分析，研究发现，由于激光的偏振态在无线光通信领域中信道中长距离保持不变，所以通信系统的可靠性就有所保障，所以要重视偏振调制技术的研发和应用.希望通过本文的分析，能够为提高偏振调制技术的应用贡献一份力量.

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光电子器件在通信系统中的新技术及应用研究（HIP2015026）