圆偏振位移键控在自由空间光通信中的应用

"一种新的自由空间光通信调制方式——圆偏振位移键控" 自由空间光通信（FSO）是一种利用大气空间作为传输介质的通信技术，它具有高速、大带宽、难以被窃听等优点。然而，FSO通信在实际应用中面临诸多挑战，如大气扰动、背景光噪声等，这些因素都会影响通信系统的可靠性和性能。为了解决这些问题，研究人员提出了圆偏振位移键控（CPOLSK）这一创新的调制方式。 CPOLSK调制方式基于圆偏振光的特性，利用光的两种不同旋光状态（右旋和左旋）来编码数据。这种调制方法的优势在于，它可以有效地抵抗大气扰动的影响，因为圆偏振光在穿过大气时其偏振状态相对稳定。在接收端，通常采用差分技术来解调接收到的光信号，从而提高信号的可读性和抗噪声能力。 与传统的开关键控（OOK）和脉冲位置调制（PPM）相比，CPOLSK在对抗背景光噪声方面表现出色。OOK是通过光的开/关状态来表示二进制位，而PPM则是通过脉冲的存在位置来编码信息。这两种方法在背景光噪声大的环境中可能会遭受严重干扰。然而，CPOLSK由于其独特的调制机制，能够显著降低背景光噪声对系统性能的影响，同时还能抑制光电探测器内部的噪声。 在设备模型方面，CPOLSK系统包括发射端的光源、偏振调制器、光束整形器以及接收端的偏振分束器、光电探测器和信号处理单元。通过对CPOLSK系统的性能分析，可以得出其误码率（BER）相对于OOK和PPM的改善程度，误码率是衡量通信系统可靠性的重要指标。 圆偏振位移键控为自由空间光通信提供了一种有效对抗大气扰动和背景光噪声的解决方案。通过利用圆偏振光的特性，CPOLSK能够提高信号质量，增强系统的稳健性，从而在恶劣环境条件下保持通信的高效和可靠。这一技术的发展对于推进FSO通信在远程通信、卫星通信以及物联网等领域的应用具有重要意义。