引用本文:

张凤军,唐骁,陈坚:基于Ansys热仿真的航天光模块的热设计[J]. 光通信技术,2018,42(3):39-42.

偏振差分脉冲位置调制方法

蒋军敏,汤 琦,巩稼民

(西安邮电大学 通信与信息工程学院,西安 710121)

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摘要:高效调制技术可以最大化消除背景噪声对紫外光通信的影响,从而有效提高紫外光通信距离。因此,提出了一种适用于无线紫外光通信的偏振差分脉冲位置调制(PDPPM)方法,该方法利用圆偏振光可以分解成两路正交线偏振光,两路正交的线偏振光构成了原始信息的差分信号,有用信息为双极性差分信号传输信息;给出了PDPPM的实现结构,并对其误码率性能进行了分析比较。实验结果表明,PDPPM解调信噪比比脉冲位置调制(PPM)提高2dB左右,在紫外光远距离通信上具有优异的性能。

关键词:调制;紫外光通信;偏振差分脉冲;偏振光

中图分类号:TN957 文献标志码:文章编号:1002-5561(2018)03-0039-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.03.011

0 引言
    紫外光通信利用大气粒子散射作用进行信息传输,实现非视距散射传输,极大地降低了通信终端间捕获、跟踪和瞄准(ATP)的实现难度,保证了快速、可靠通信;同时,紫外光在大气中呈指数衰减、保密性高,适用于海洋、山区和无人机等特种通信场合,正成为保密通信等特种通信的研究热点[1]。由于大气层对紫外波段的吸收较强,近地空间太阳光中紫外波段成分相对较少,并且基于GaN、InGaN和AlInGa的紫外LED具有高调制带宽、寿命长和驱动电路简单等优点,所以,紫外LED光通信在军事和民用领域均具有重要的应用价值[2,3]。
    紫外光通信系统通常采用强度调制/直接检测[4]方案,如开关键控调制(OOK)[5],其优点是实现方式简单,但功率利用率低;脉冲位置调制(PPM)[6]功率利用率最高,但带宽需求高,并且需要符号同步;数字脉冲间隔调制(DPIM)[7]的优点是带宽效率高,但它的符号长度不固定,接收端必须进行复杂的同步才能正确解调;多脉冲位置调制(MPPM)本质上是PPM的变形,MPPM不仅可以改善带宽效率和信息传输容量,而且具有较高的功率效率[8,9],在工程中应用较多。
    在紫外LED光通信系统中,由于太阳光等噪声光源导致接收信号的背景噪声较大;在远距离通信中,基于强度调制/直接检测类调制系统的性能急速下降。为此,本文提出一种基于偏振光的差分脉冲位置调制(Polarization differential pulse position modulation,PDPPM)方法,通过解差分消除了背景噪声的影响,提高了接收信号信噪比。

3 结束语
    本文提出了一种适用于无线紫外光通信的PDPPM方法,该方法利用圆偏振光可以分解成两路正交线偏振光,两路正交的线偏振光构成了原始信息的差分信号,有用信息为极性信号通过差分传输。实验结果表明,相比非归零单极性强度调制(如PPM、OOK等),该方法具有更高的分集增益,并且能有效地抑制背景噪声,在紫外光远距离通信上具有优异的性能和重大工程应用价值。