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紫外激光通信ＬｍＰＰＭ调制分析

张华伟，贾红辉，尹红伟，杨俊才

（国防科学技术大学理学院，长沙４１００７３）

摘要：基于紫外光大气散射模型，分析了不同条件下Ｌ－ＰＰＭ（单脉冲位置调制）最佳调制位数的选取，并对三种Ｌ—ＰＰＭ激光脉冲下的数据传输进行仿真。结果表明：Ｌ－ＰＰＭ最佳调制位数随通信距离和光源重复频率的增大而减小，高速通信中调制位数取４—８位；通信距离较小时，激光脉宽影响较大，当距离大于

１．２ｋｍ时，数据传输几乎不受激光脉宽的影响。

关键词：Ｌ－ＰＰＭ；蒙特卡罗方法；调制位数；激光脉宽

中图分类号：ＴＮ９２９．１２

文献标识码：Ａ

文章编号：１００２—５５６１（２０１０）０５．００５６．０３

ＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆＬ—ＰＰＭｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｆｏｒ

ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｌａｓｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

ＺＨＡＮＧＨｕａ一、Ⅳｅｉ．ＪＩＡＨｏｎｇ－ｈｕｉ，ＹＩＮＨｏｎｇ－ｗｅｈＹＡＮＧＪｕｎ－ｃａｉ

（Ｓｃｉｅｎｃｅｓｃｈｏｏｌ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）

ａｒｅ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｔｈｉｓＰ印ｅｒ，ｖａｒｉｏｕｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂａｓｉｎｇ

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０引言

ＰＰＭ（脉冲位置调制）由于具有很高的功率利用效率和较强的传输信道抗干扰能力．在大气激光通信领域具有较好的应用。以ＰＰＭ作为调制方式在红外激光通信已经取得了许多进展【埘．文献也大多集中于红外ＰＰＭ系统性能分析１３１。建立于大气散射基础上的紫外激光通信作为一种新兴的通信技术．在局域通信中具有良好的应用前景。在ＰＰＭ的诸多形式『４ｌ中．Ｌ—ＰＰＭ因调制和解调实现简单因而在紫外激光通信中运用较多。鉴于调制位数和发射激光脉宽在Ｌ—ＰＰＭ紫外激光通信系统的重要地位．本文基于紫外光蒙特卡罗散射模型，从脉冲展宽出发．讨论了上述两个参数在不同通信条件下对Ｌ—ＰＰＭ数据传输的影响。

收稿日期：２００９－１２—３０。

基金项目：国家自然科学基金（６０６０７０１３）资助。

作者简介：张华伟（１９８６一），男，汉族，湖北襄樊人．硕士研究生，主要研究方向为紫外光散射通信技术。

１仿真模型

Ｌ—ＰＰＭ是将一个二进制的／１位数据映射为由Ｊ１２个时隙组成的时间段上的某一个时隙处的单个脉冲信号１４１，ｎ位Ｌ－ＰＰＭ数据传输速率为：

轳丽２万石

刀

ｎ

其中：Ｅ为Ｌ—ＰＰＭ帧结构中的信息时隙．ｎ为调制位数，丁为划分时间间隔，瓦为保护时隙。１．１判决条件

发射端以Ｌ的速率发送信息．接收端软判决的具体过程为：求出一个码组的所有Ｌ个时隙与功率曲线的包围的面积，选取最大值所在的时隙作为脉冲位置进行解码。Ｌ—ＰＰＭ时隙间隔丁划分由信号展宽程度决定，恰好能判决时时隙间隔内的积分面积ｓｒ与脉冲总积分面积５脉冲存在以下关系：

ｓ：丁１

ｓ脉冲

⑩２０１０年第５期兜氢留文书