一种新型大气激光通信的空时网格编码方案

“适合于强度调制/直接检测式大气激光通信的空时网格码是针对IM/DD通信方式设计的一种高效编码技术。此技术利用快速傅里叶逆变换的特性及添加直流分量的方法解决了STTC信号无法直接应用于IM/DD链路的问题。通过对不同大气闪烁条件下的误码率进行蒙特卡洛模拟分析，证明了提出的方案能有效抵抗大气湍流引起的信号衰落，并随着天线数量的增加，系统误码性能显著提升，在强湍流环境下表现尤为突出。” 这篇研究论文关注的是在大气激光通信中的编码技术，特别是针对强度调制/直接检测（IM/DD）方式的空时网格码（Space-Time Trellis Code, STTC）。IM/DD是一种常见的光通信技术，由于其简单和低成本而广泛采用，但同时也受到大气湍流的影响，导致信号质量下降。 STTC以其高编码增益和频谱利用率被研究人员所青睐。然而，传统的STTC信号并不适用于IM/DD系统，因为它们不能直接转换成M-PSK调制信号。论文提出了一个新的编码方案，巧妙地运用快速傅里叶逆变换（IFFT）的对称性，并结合添加直流分量的方法，解决了这一问题，使得STTC编码信号可以适应IM/DD链路。 通过蒙特卡洛仿真，论文分析了新方案在不同大气闪烁条件下的误码率（BER）性能。大气闪烁是大气湍流引起的一种现象，会导致激光信号强度的随机变化，影响通信质量。研究表明，提出的编码方案能有效地对抗这种效应，且系统的误码性能随着天线数量的增加而显著改善。这表明，增加接收端的天线数量可以增强系统的抗干扰能力，提高通信可靠性。 此外，论文还探讨了调制阶数对系统性能的影响。调制阶数的增加通常会提高信道容量，但也可能导致更高的误码率。研究发现，即使在强烈的湍流条件下，该编码方案也能保持良好的性能，显示了其在恶劣环境下的适应性。 这篇论文提出了一种创新的STTC编码策略，旨在优化大气激光通信的性能，尤其是在IM/DD模式下。通过改进的编码技术，系统能够更好地抵抗大气湍流的影响，提高了通信的稳定性和效率。这对未来大气激光通信系统的设计和优化提供了重要的理论依据和技术支持。