[发明专利]面向大气信道QAM通信系统的激光器线宽容限确定方法

说明书

本发明公开了一种面向大气信道QAM通信系统的激光器线宽容限确定方法，为了在设计空间相干激光通信系统时满足系统的性能需求，我们需要在系统设计时严格控制好激光器的线宽，获取满足系统设计误码率要求的线宽容限参数；空间相干激光通信系统存在着复杂多变的大气信道，我们需要获取当前的大气信道信息，才能更准确地确定满足系统误码率的激光器线宽容限。本发明通过两次将数据和模型结合，可以较为准确的获得当前大气信道下QAM通信系统的激光器线宽容限。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体而言涉及一种面向大气信道QAM通信系统的激光器线宽容限确定方法。

背景技术

空间激光通信相较于微波通信，具有高通信速率、高带宽、高保密性能、免频谱许可证、低功耗、小体积等优势，成为众多研究者和研究机构的研究热点。此外，相较于地面光纤通信，空间激光通信不仅可以免去铺设光纤、从而更加节约成本，而且也因为不受光纤信道束缚，从而有了更多可能。相较于传统的强度调制/直接检测的空间激光通信系统，空间相干激光通信系统不仅能够提升带宽，带来通信速率的提升，并且能有效的抑制自由空间信道的背景噪声和系统的热噪声，是使得收机的灵敏度有效提升。

虽然空间相干激光通信由于引入了相位调制带来了性能上的提升，但也正因为由于引入了相位调制从而使得空间相干激光通信系统对强度和相位都十分敏感。影响空间相干激光性能的因素主要有两个，一个是激光器的线宽，另一个是大气环境。一方面，激光器由于线宽的存在会引起激光器输出激光相位的不稳定，从而给系统带来相位噪声，引起空间相干激光通信系统性能的恶化。因此在设计空间相干激光通信系统时，必须严格控制好激光器的线宽。

另一方面，空间相干激光通信系统一般都会包含一个较长距离甚至是超长距离的大气信道，大气信道不仅会影响接收端光信号强度的分布，也会带来接收端光信号相位的波动，后者对于系统性能的影响更大。大气信道十分复杂并且多变，对于不同地区不同高度的大气环境相差较大，同一地区早晚和夏冬的大气环境也不尽相同。因此对于空间相干激光通信系统中，必须获取当时的大气信道信息，才能更好地确定满足系统误码率的激光器线宽容限。

综上所述，为了在设计空间相干激光通信系统时满足系统的性能需求，需要在系统设计时严格控制好激光器的线宽，获取满足系统设计误码率要求的线宽容限参数；空间相干激光通信系统存在着复杂多变的大气信道，需要获取当前的大气信道信息，才能更准确地确定满足系统误码率的激光器线宽容限。

激光器线宽容限地重要性以及大气信道地复杂性和多变性不言而喻。为了完成QAM通信系统设计需求，需要更准确地确定空间相干激光通信系统的线宽容限参数。由于空间相干激光通信系统存在着大气信道，因此获得当前大气信道的具体模型参数成为了重点，而大气信道地复杂性和多变性带来了实验测量大气信道的难度以及纯模型计算大气参数的不准确性，给准确地确定空间相干激光通信系统的线宽容限参数带来了难度。

现有的大气信道下QAM调制系统的误码率性能不仅会受到大气信道的影响，而且也会受到激光器线宽的影响，而一般在考虑空间相关激光通信系统的激光器线宽容限时，并不能很精确的获得线宽容限信息。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种面向大气信道QAM通信系统的激光器线宽容限确定方法，能够考虑大气信道地复杂性和多变性，更准确地确定空间相干激光通信系统的线宽容限参数。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提出了一种面向大气信道QAM通信系统的激光器线宽容限确定方法，所述激光器线宽容限确定方法包括以下步骤：

S1，采用自由空间的光学跟瞄子系统完成发射端与接收端的瞄准工作，令信号光发射系统发出功率恒定的信号光，在接收端采用光强传感器接收光信号，得到不同光信号强度的时间分布，计算出接收端的平均光信号强度；

S2，将步骤S1得到的接收端的不同光信号强度的时间分布转换为接收端的光信号强度概率分布，得到接收端光信号强度概率分布数据；