一种新型的自由空间光通信调制方式

Gamma-Gamma 信道下 OOK 与 DPSK调制误码性能分析张慧颖【摘要】从理论和实验两方面对自由空间光通信中常用的两种调制方式进行性能比较分析，旨在找出一种最适合的调制方法抑制大气湍流。

在分析 Gamma-Gamma 信道下 OOK(开关键控)和 DPSK(差分相移键控)调制的误码率时，将广义超几何方法引入分析。

利用 Matlab 软件搭建系统，通过实验可知，采取相干及平衡探测的 DPSK 调制时性能要比基于 OOK 调制的直接探测高出3.21 dB；通过对双管平衡探测和单管探测进行实验，结果表明，双管平衡探测的信噪比优于单管探测，约提高21.6 dB。

因此，基于 DPSK 平衡探测的相干通信方案具有可行性和优越性。

%This paper makes a comparative analysis of the performances of two modulation modes commonly used in free space optical communications theoretically and experimentally,aimed at finding an optimal modulation method for suppressing at-mospheric turbulences.In analyzing the BER of OOK and DPSK modulations in Gamma-Gamma channels,it introduces the generalized hypergeometric method to the analysis and establishes a system for simulation by using Marlab.The experimental results indicate that the performance of DPSK modulation-based coherent and balanced detection is 3.21 dB higher than that of OOK modulation-based direct detection and that in the comparison between the dual-tube balanced detection and the single-tube detection,the former is superior in BER,about 21.6 dB higher,verifying that DPSK balanced detection-based scheme is feasi-ble and superior.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P61-64)【关键词】大气湍流;平衡探测;开关键控;差分相移键控【作者】张慧颖【作者单位】吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林 132022; 长春理工大学空间光通信研究所，长春 130000【正文语种】中文【中图分类】TN914.3近年来,FSO(自由空间光通信)因其容量高、安全性高、速率快等优点受到越来越多的关注。

光的调制原理及其方法光的调制是指改变光波的某些特性，例如幅度、频率或相位，以传递信息信号的过程。

光的调制原理基于光的波动性质，利用物质对光的吸收、散射、折射等效应来实现。

常见的光的调制方法有幅度调制、频率调制和相位调制。

幅度调制是指改变光波的振幅来传递信息。

其中一种常用的方法是强度调制，即通过改变光的强度来表达信号。

这种方法在光通信中广泛应用，例如光纤通信中的光强度调制。

频率调制是指改变光波的频率来传递信息。

频率调制常用于无线通信中，例如调频广播和调频电视。

在光通信中，频率调制也有一定的应用，例如频率偏移调制和频率激光调制。

相位调制是指改变光波的相位来传递信息。

相位调制常用于光纤通信中，例如相位偏移键控(PSK)和差分相移键控(DPSK)。

相位调制具有抗光强噪声和抗多径传播等优点，因此在光通信中得到广泛应用。

除了上述基本的调制方法外，还有一些其他高级的光的调制方法。

例如，波分复用技术利用不同波长的光信号在同一光纤上传输，提高了光纤通信的传输容量。

光的极化调制利用光波的偏振状态来传递信息，实现了更高的传输速率和更低的误码率。

光的调制方法在现代通信中发挥着重要作用。

光纤通信作为一种高速、大容量的通信方式，需要光的调制技术来实现信息的传输。

光的调制方法不仅可以用于数字信号传输，还可以用于模拟信号传输，例如光电混合接收机中的光的调制。

在光通信系统中，调制器是实现光的调制的关键设备。

调制器根据不同的调制方法来改变光波的特性，例如使用电压调节折射率的LiNbO3调制器可以实现相位调制，而使用电流调节光的吸收系数的半导体调制器可以实现幅度调制。

光的调制原理及其方法在现代通信中具有重要意义。

通过改变光波的幅度、频率或相位，可以实现信息的传输和处理。

随着技术的不断发展，光的调制方法将会有更广泛的应用，为通信领域的进一步发展提供支持。

自由空间光通信中DPSK和DQPSK研究和比较张慧颖【摘要】对自由空间光通信(FSO)中两种调制格式DPSK(差分相移键控)和DQPSK(差分正交相移键控)进行研究比较,并且提出采用马赫增德尔调制器(MZM)和马赫增德尔延迟干涉仪(MZDI)搭建光DPSK和DQPSK系统.在新型光学仿真软件Optisystem平台上完成对系统的仿真.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2015(039)012【总页数】3页(P55-57)【关键词】FSO;DPSK;DQPSK;调制性能【作者】张慧颖【作者单位】吉林化工学院信息与控制工程学院,吉林132022;长春理工大学空间光通信研究所,长春130000【正文语种】中文【中图分类】TN914.3自由空间光通信（FSO）起初以OOK调制格式为主，但是随着新型调制格式的出现，越来越多的学者开始关注DPSK调制格式［1］。

在接收机的光信噪比上，DPSK调制格式比OOK调制格式高出3dB，由于DPSK利用干涉原理的相干探测技术在解调信息时可以抑制大气湍流影响，因此DPSK调制格式是现在FSO的首选调制格式。

本文在光DPSK调制格式的基础上，研究和讨论了光DQPSK调制格式的调制和解调方式，且在新型光学仿真软件Optisystem平台下搭建了基于光DPSK和DQPSK的自由空间光通信系统模型。

典型的光相位DPSK调制与解调系统由光相位调制/解调器和3dB耦合器组成，该系统是基于马赫增德尔调制器（MZM）和马赫增德尔延迟干涉仪（MZI）进行设计。

该系统将传输的信息包含在前后相邻码元之间的相位差Δφ中，若Δφ=0表示传输信息码为“1”，则前后相邻的两个码元相同；Δφ=180°（或）时表示码“0”。

光DPSK调制解调方式可以避免“倒π”现象的发生，在抗噪声方面也很优越。

本文采用两个MZM串联形式产生光DPSK信号。

MZM1调制器用于波形切割，即在时钟信号的驱动下产生脉冲包络；MZM2调制器实现相位编码调制。

空间光调制器的分类
空间光调制器是一种能够对光进行调制的装置，主要应用于光通信、光学成像等领域。

根据不同的调制方式和工作原理，可以将空间光调制器分为以下几类：
1. 液晶空间光调制器：利用液晶材料的光学特性，通过电场调节液晶分子的排列方向，从而实现对光的相位和偏振的调制。

2. 电光空间光调制器：利用外加电场对光的相位进行调制，通常采用半导体材料制成。

3. 磁光空间光调制器：利用外加磁场对光的相位进行调制，通常采用铁磁性材料制成。

4. 声光空间光调制器：利用声波对光的相位进行调制，通常采用压电材料制成。

5. 热光空间光调制器：利用温度变化对光的相位进行调制，通常采用光学吸收材料制成。

以上是常见的空间光调制器分类，不同种类的空间光调制器在不同的场合具有不同的优点和应用。

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光通信技术的使用教程随着信息时代的到来，人们对于高速、高效的数据传输需求越来越迫切。

而光通信技术作为一种高速、长距离、大容量的传输方式，被广泛应用于通信领域。

本篇文章将向您介绍光通信技术的使用教程，帮助您了解光通信技术的基本原理及使用方法。

一、光通信技术的基本原理光通信技术是利用光作为信号载体进行信息的传输和交换。

光通信的基本原理主要涉及光的产生和传输两个方面。

1. 光的产生光通信中常用的光源主要包括激光二极管（LD）和半导体激光器（LD）。

这些光源能够通过电流激发出光，产生出高纯度和高稳定性的光信号。

2. 光的传输光的传输分为光纤传输和自由空间传输。

光纤传输是利用光纤作为传输介质，将光信号通过光纤传输到目标位置。

自由空间传输则是直接将光信号通过自由空间进行传输。

二、光通信技术的使用方法光通信技术的使用方法主要包括光纤连接、光信号调制与解调、以及光网络结构的构建。

1. 光纤连接光纤连接是指将光源产生的光信号通过光纤传输到目标位置的过程。

连接光纤的方法主要有两种：插入式连接和螺纹式连接。

在进行光纤连接时，需要注意光纤的对齐和保持端口的清洁，以确保光信号能够有效传输。

2. 光信号调制与解调光信号调制与解调是光通信中的核心技术。

通过改变光信号的强度、频率或相位等参数，将数字信号转换为光信号进行传输，再将光信号转换为数字信号进行解读。

光调制器和光解调器是实现光信号调制和解调的重要装置。

3. 光网络结构的构建光网络结构是指在光通信中构建一套稳定、高效的网络系统，实现多点之间的光信号传输。

光网络主要由光发射器、光放大器、光开关和光接收器等组成。

在构建光网络时，需要根据需求选择合适的设备，合理规划光路和信号传输路径。

三、光通信技术的应用领域光通信技术广泛应用于各个领域，包括电信、互联网、数据中心、无线网络以及军事等。

下面将介绍几个典型的应用领域。

1. 电信随着通信业务的增长，传统的铜线传输方式已经无法满足需求，光通信技术成为了电信领域的首选。

《自由空间光通信中涡旋光束产生及其OAM模式测量方法研究》一、引言随着信息技术的飞速发展，自由空间光通信（Free-Space Optical Communication，FSOC）逐渐成为一种重要的通信手段。

在众多光通信技术中，涡旋光束由于其独特的轨道角动量（Orbital Angular Momentum，OAM）属性，在信息编码、传输和复用等方面展现出巨大的潜力。

因此，研究涡旋光束的产生及其OAM模式测量方法，对于推动自由空间光通信技术的发展具有重要意义。

二、涡旋光束的产生涡旋光束是一种具有螺旋相位波前的光束，其独特的OAM 属性使得它在光通信领域具有广泛的应用前景。

目前，产生涡旋光束的方法主要包括模式转换法、螺旋相位板法以及计算机生成全息法等。

（一）模式转换法模式转换法是一种通过改变激光器的输出模式来产生涡旋光束的方法。

这种方法需要在激光器内部进行改造，使激光器能够输出具有螺旋相位波前的光束。

该方法虽然可以产生稳定的涡旋光束，但改造过程较为复杂，且成本较高。

（二）螺旋相位板法螺旋相位板法是一种通过在光路上加入螺旋相位板来产生涡旋光束的方法。

该方法具有操作简单、成本低廉等优点，因此在实际应用中得到了广泛的应用。

通过改变螺旋相位板的螺距和半径等参数，可以产生不同OAM模式的涡旋光束。

（三）计算机生成全息法计算机生成全息法是一种利用计算机生成全息图来产生涡旋光束的方法。

该方法可以通过计算得到所需的螺旋相位分布，然后通过投影全息图将这种相位分布投射到激光束上，从而产生涡旋光束。

该方法具有灵活性高、可编程性强等优点，但需要较高的计算资源和复杂的系统配置。

三、OAM模式的测量方法OAM模式是涡旋光束的重要参数之一，准确测量OAM模式对于研究涡旋光束的传输特性和应用具有重要意义。

目前，常用的OAM模式测量方法主要包括干涉法、远场衍射法以及近场扫描法等。

（一）干涉法干涉法是一种通过测量涡旋光束与参考光束的干涉图样来测量OAM模式的方法。

光通信中的调制技术研究与应用引言：随着信息时代的快速发展，光通信作为传输速率高、带宽大和抗干扰性强的通信方式，成为了现代通信领域的重要技术。

而光通信的关键技术之一就是调制技术，在光信号的传输过程中起着至关重要的作用。

本文将重点介绍光通信中的调制技术的研究和应用。

一、调制技术的基本概念调制技术是指通过改变载波信号的某些属性来携带或传输被调信号的一种技术手段。

在光通信中，调制技术是将待传输的数字或模拟信号通过改变光信号的某些特性，使其通过光纤传输到接收端的一种方法。

二、光通信中的调制技术分类1. 直接调制：直接将基带信号直接转换为光信号。

这种调制技术简单快速，适用于短距离的通信，但是由于调制深度有限，传输距离受到限制。

2. 外调制：通过控制调制器件（如电光调制器）的工作状态来改变载波光的性质。

这种调制技术可以实现更大的调制深度和更长的传输距离。

三、常见的调制技术1. 相位调制（PM）：通过控制光信号的相位来携带信息。

常见的相位调制技术有二进制调相（BPSK）和四进制调相（QPSK）。

相位调制技术具有抗噪声干扰能力强的优点，适用于长距离高速传输。

2. 强度调制（IM）：通过改变光信号的强度来携带信息。

强度调制技术简单易实现，成本低，适用于短距离通信。

常用的强度调制技术包括二进制振幅调制（OOK）和四进制振幅调制（4ASK）。

3. 频率调制（FM）：通过改变光信号的频率来携带信息。

频率调制技术对热噪声和色散有较好的抑制能力，适用于长距离高带宽的通信。

四、调制技术在光通信中的应用1. 光纤通信系统：调制技术是光纤通信系统中的核心技术之一。

通过不同的调制技术，可以实现不同速率和距离的传输，满足用户不同的需求。

目前，光纤通信系统中常用的调制技术包括PM-QPSK和IM-DDM。

2. 光无线通信系统：调制技术也在光无线通信系统中得到广泛应用。

通过调制技术，将光信号携带的信息传输到空中，在光无线通信系统中实现高速、高带宽的数据传输。

无线光通信引言无线光通信是一种新兴的通信技术，它利用光波作为信息传输的媒介，将信息以无线的方式传输。

与传统的无线通信技术相比，无线光通信具有更高的传输速度、更大的带宽和更低的延迟。

本文将介绍无线光通信的原理、应用以及发展前景。

无线光通信原理无线光通信利用可见光或红外光作为信息传输的载体。

它利用光的波动性和传播性，将数字信号转换成光信号，进行传输。

在传输过程中，光信号经过调制、放大、发射、传播和接收等步骤，最终被接收端解码还原成数字信号。

无线光通信的核心是光的调制技术。

光的调制包括强度调制、频率调制和相位调制等方法。

在调制过程中，光信号的特征会发生变化，通过解调可以还原出原始的数字信号。

在信号的调制和解调过程中，需要利用光电器件进行光电转换。

无线光通信的应用无线光通信在许多领域都有广泛的应用。

以下是几个常见的应用场景：室内无线通信室内无线光通信可以用于无线局域网（WLAN）的覆盖。

通过在室内安装光通信基站和接收器，可以实现高速的宽带网络覆盖。

与传统的WLAN技术相比，室内无线光通信具有更高的传输速度和更低的功耗，适合于高密度用户场景。

车联网无线光通信可以用于车联网中的车辆间通信。

通过在汽车上安装光通信设备，可以实现高速的数据传输和车辆间的实时通信。

无线光通信可提供更高的带宽和更低的延迟，适用于高速移动的场景。

空间通信无线光通信在空间通信领域也有广泛的应用。

通过利用红外光进行通信，可以实现卫星间的高速数据传输。

无线光通信具有更高的传输速度和更大的带宽，可以满足卫星通信对高速数据传输的需求。

无线光通信的发展前景无线光通信作为一种新兴的通信技术，具有很大的发展潜力。

随着信息社会的快速发展，无线通信系统对于传输速度和带宽的需求越来越高，传统的无线通信技术已经无法满足这些需求。

而无线光通信具有更高的传输速度和更大的带宽，可以有效地解决传统无线通信技术的瓶颈问题。

在未来，无线光通信有望应用于更多领域，如智能家居、智能交通和工业自动化等。