自由空间光通信调制方法性能分析

　　【摘要]自由空间光通信是无线通信与光通信结合而产生的新型通信技术。同时具有了光纤通信和移动通信的特点，无需频率申请，可实现宽带传输，并具有组网灵活、抗电磁干扰、保密性好的特点。在无线光通信中比较典型的调制方式有开关键控(OOK)、脉冲相位调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)等。本文就几种调制方式的平均发射功率、带宽需求、误时隙率等特性进行分析。

　　【关键词】无线光通信：OOK;PPM;DPPM;DPIM

　　1引言

　　无线光通信(FSO)中由于其通信链路的各种不确定因素，使得无线光通信中的调制方式必须符合无线光信道的传输要求。首先，作为人眼若能观察到通信的过程，限制了无线光收发射机的平均功率。其次，其电容将限制光接收机的带宽，因此要考虑频带利用率的影响。除此以外，抗码间干扰性在无线光通信中影响也不容忽视。本文对无线光通信系统中几种常用的调制方式开关键控(OOK)、脉冲相位调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)u就其有效性及可靠性进行分析。

　　2带宽需求

　　若设各调制方式的调制阶数为M，OOK的时隙宽度为。0k，PPM的符号长度为2，DPPM的符号长度为2+1;DPIM的的符号长度为2+3，则各调制方式下的所需带宽如表l所示。

　　如图t所示为。=l各调制方式下的带宽需求。在时隙宽度和符号比特数一定，且调制阶数相同时，OOK的带宽需求最小;调制阶数小的情况下，各调制方式的带宽需求差别不大。调制阶数4以上各调制带宽需求区别较为明显。

　　3传输容量

　　设各调制方式的时隙宽度都设为，OOK调制方式和调制阶数无关，设其余调制方式阶数相同为M，则PPM的符号宽度为2TS，DPPM的符号宽度为T(2M+1)/2，DPIM符号宽度为T(23)/2，则可以得调制方式OOK、PPM、DPPM、DPIM下的系统传输容量见表2。

　　如图2所示为。为1时，各调制方式下的传输容量。在时隙宽度和符号比特数一定，且调制阶数相同时，PPM的传输容量最小，OOK的传输容量最大且保持不变。其他调制方式在调制阶数8以后的传输容量变得很小并趋于相同。

　　4误时隙率

　　把无线光通信系统的噪声视为加性高斯白噪声，若把系统当成是基带系统，根据信道模型，假设在有光脉冲时信号为√P+n(t)，其中n(t)看成是白噪声，其方差为On，并假设抽样判决输入信号峰值功率为P，判决门限为b，信息码高低电平等概出现。据理论分析，设信噪比R为P/2On2得出各调制方式的误时隙率如表3所示。

　　设调制阶数相同M)kj4，进行仿真得到如图3所示结果。因此，小信噪比情况下PPM调制方式性能相比来说好一些，随着信噪比的增大，各调制方式的误时隙率几乎相同。

　　5结语

　　随着无线通信的越来越普遍化，无线光通信也已经成为现实，是连接宽带网的一种快捷方法。然而一种合理最优化的无线光通信系统中的调制方式也越来越迫切需求。FS0通信不免会存在各种的问题，那么如果这些问题能得到解决，该通信方式必能发挥它的最大潜能和优势。随着无线光通信技术的不断完善，该技术一定可以得到广泛的应用。

　　【参考文献】

　　[1】张建昆，杨宇，陈弘达.室内可见光通信调制方法分析[J]中国激光，2011(04)：137-140.

　　[2]程刚.无线光通信中脉冲间隔调制方法[J】.中国激光，2010年，Vo1.37，No.7，2004.

　　[3]汤玲利.基于RGBLED的波分复用可见光通信研究[D].桂桂林电子科技大学，2014.