M阶湍流下QPSK系统相位误差的平均误码率分析

本文研究了在地面上使用差分编码的相干自由空间光通信系统中，M阶湍流通道下QPSK调制方式的平均比特误码率（BER）性能。该系统采用M次幂相位估计方法，针对Málaga（M）湍流衰落、指向误差以及相位估计误差的综合影响，作者们推导出一个封闭形式的表达式，其核心是基于Meijer's G函数。Meijer's G函数是一种特殊的特殊函数，能够处理复杂的数学问题，在信号处理和通信理论中有广泛应用。 在这个研究中，作者Jiashun Hu、Zaichen Zhang、Liang Wu、Jian Dang和Guanghao Zhu分别来自南京东南大学国家移动通信研究中心和南京大学电子科学与工程学院。他们通过数值分析和蒙特卡洛模拟，对提出的公式进行了验证，确保其在实际应用场景中的准确性和有效性。该工作关注的关键技术点包括相干通信系统的可靠性、Málaga模型在描述大气湍流效应中的重要性，以及不同阶相位估计方法对系统性能的影响。 文章还涉及到了光学通信学（OCIS）中的几个关键代码，包括010.1300（光通信基础）、010.1330（光纤通信技术）、060.1660（自由空间光通信）、060.2605（激光通信）。这些代码表明了本文研究的焦点在于光学通信领域的前沿进展，特别是在恶劣环境下的信号传输优化。 此外，文章还提到了“Terrestrial free-space optical (FSO)”这一概念，即地面上的自由空间光通信，这是一种利用激光在大气中直接传输数据的技术，具有高带宽、保密性强等优点，但也容易受到天气条件、大气湍流等因素的影响。通过研究M阶湍流通道下的QPSK系统性能，该研究为优化这种通信系统的稳健性和效率提供了理论依据。 这篇论文对于理解在有指向误差和相位估计误差的情况下，如何通过M次幂相位估计方法来改善相干自由空间光通信系统的BER性能至关重要。它不仅提供了理论上的表达式，而且通过实际模拟结果展示了其在复杂环境下的实用性，为相关领域的工程师和研究人员提供了有价值的参考。