基于四进制频移键控调制的无线光通信同态滤波技术研究

基于四进制频移键控调制的无线光通信同态滤波技术研究

第38卷 第2期2011年2月

中 国 激 光

Vol.38,No.2February,2011

基于四进制频移键控调制的无线光通信同态

滤波技术研究

陈 丹 柯熙政 屈 菲

(西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048)

摘要 基于无线光通信链路噪声特性,建立了大气信道等效数学模型。针对大气湍流引起的信号起伏,对通过大气信道的四进制频移键控(4FSK)已调信号采用了同态滤波技术去噪,同态系统中线性滤波器设计了零相位数字滤波器。当信源码字长度取500时,同态滤波去噪后的信号通过过零检测进行解调,在光强闪烁指数 2s=0.1,信噪比10dB时,误码率达到7 10-4,滤波效果明显优于传统数字滤波器。仿真结果表明,同态滤波能有效地滤除大气信道中的乘性噪声,能够有效地抑制大气湍流,提高光通信可靠性。关键词 无线光通信;同态滤波;四进制频移键控;消噪

中图分类号 TN929.1 文献标识码 A doi:10.3788/CJL201138.0205001

ResearchonHomomorphismFilteringTechnologyofWirelessOpticalCommunicationBasedonFourFrequencyShiftKeyingModulation

ChenDan KeXizheng QuFei

(SchoolofAutomation&Information,Xi anUniversityofTechnology,Xi an,Shaanxi710048,China)Abstract Basedonnoisecharacteristicsofwirelessopticalcommunication,atmosphericchannelmodelwasfounded.Homomorphismfilteringtechnologywasappliedtofourfrequencyshiftkeying(4FSK)modulatedsignaldenoisingforatmosphericturbulence.Zero phasedigitalfilterinhomomorphismsystemisdesired.Whenthelengthofsourcecodewas500andthesignaltonoiseratiowas10dB,thedenoising4FSKsignalwasdemodulatedbythezerocrossingdetectionmethod,andthebiterrorratearrivedat7 10-4withturbulenceparameter 2s=0.1.Thesimulationresultsshowthathomomorphismfilteringcouldreducemultiplicativenoisemoreeffectivelythanthetraditionaldigitalfilter,andcouldcontrolatmosphericturbulencetoimproverelibilityofopticalcommunication.Keywords wirelessopticalcommunication;homomorphismfiltering;fourfrequencyshiftkeying;noisereductionOCIScodes 060.2605;060.4080;060.2630

1 引 言

无线光通信采用大气信道作为传输媒介,信号的传输过程就是信号与大气信道的介质相互作用的过程。通信过程中不同的气象条件,如云、雾、雨等因素的影响,会引起系统中传输光脉冲质量降低[1,2],大气信道中大气散射、折射及湍流效应也会

收稿日期:2010 06 21;收到修改稿日期:2010 09 14

造成激光脉冲的衰减和展宽,从而导致接收信号中产生码间串扰和随机强度衰落噪声,致使通信系统

误码率增加。

本文基于无线光通信链路中的噪声特性,把系统内电子噪声和背景光引起的噪声假设为加性的高斯分布[3,4],大气湍流产生的接收光强闪烁看成大

基金项目:国家自然科学基金(60977054)、国防重点实验室基金(9140C3601010701)和陕西省教育厅科学研究计划项目(08JK378)资助课题。

作者简介:陈 丹(1975 ),女,博士研究生,讲师,主要从事大气激光通信及信号与信息处理等方面的研究。E mail:chdh@http://www.51wendang.com

导师简介:柯熙政(1962 ),男,教授,博士生导师,主要从事大气激光通信及信号处理等方面的研究。E mail:xzke@http://www.51wendang.com

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