OFDM技术在大气激光通信湍流抑制中的应用研究

"该文研究了基于OFDM技术在大气激光通信中用于湍流抑制的关键技术，探讨了无线激光通信(FSO)在大气信道中的挑战，特别是复杂湍流环境下的频率选择性衰落和多径效应。文章提出了OFDM方案来改善这些问题，并通过建立FSO-OFDM系统模型，分析了系统的基带模型、多载波调制与解调方法。文中还讨论了大气湍流对通信系统性能的影响，设计了OFDM多载波调制方案，并通过MATLAB仿真验证了FSO-OFDM系统的抗多径干扰和频谱选择性衰落能力。" 正文: 本文深入研究了基于正交频分复用(OFDM)技术在大气激光通信中的应用，以解决由大气湍流引起的通信问题。无线激光通信，或称为自由空间光通信(FSO)，在传输高速数据时受到大气信道的两大主要挑战：大气湍流导致的频率选择性衰落和多径效应。这两种现象严重影响了通信系统的稳定性和可靠性。 作者首先分析了大气湍流对无线激光通信系统的影响，特别是在复杂湍流环境下的表现。湍流会引发光波的随机变化，导致信号质量下降。为了建模这种现象，他们采用了对数正态湍流通道的高斯光束空间光通信系统模型，并推导出光波强度的概率密度函数。通过对信噪比概率密度函数的研究，作者探讨了如何分析大气湍流对系统性能的具体影响。 为了解决这些问题，文章提出了一种基于OFDM的湍流效应抑制方法。OFDM技术因其能有效对抗频率选择性衰落和多径效应而被广泛应用。在FSO通信系统中引入OFDM，可以将宽频带信号分解成多个窄带子载波，从而降低每个子载波上的衰落影响。作者设计了FSO-OFDM系统的基带模型，并详细阐述了信号的多载波调制与解调原理。 通过MATLAB仿真，他们模拟了在多径干扰下的FSO通信系统，并对不同保护间隔下的误码率(BER)特性进行了实验。实验结果表明，FSO-OFDM系统表现出强大的抗多径干扰能力和频谱选择性衰落抵抗力，显著改善了误码率性能，有效地减少了码间干扰，提高了通信链路的可靠性。 这项研究揭示了OFDM在大气激光通信中的潜力，特别是在克服大气湍流带来的挑战方面。FSO-OFDM系统不仅在理论上有重要的科学价值，而且在实际应用中也具有广泛的应用前景，对提升无线光通信的效率和稳定性具有重要意义。