基于MIMO模式分集相干接收的自由空间光通信大气湍流补偿技术研究

针对自由空间光通信(FSO)系统中大气湍流导致大气信道折射率不稳定，进而对传输光信号造成损伤导致误码率升高等问题，本文提出了一种基于LP01、LP11a和LP11b两模组光纤的少模分集接收结合相干检测信号处理的方案，以对抗FSO系统中大气湍流对系统性能的影响，从而提高接收机的性能。根据Gamma-Gamma(G-G)大气湍流信道模型，采用基于时频域最小均方(LMS)的多入多出(MIMO)信号处理算法，通过VPI仿真软件模拟光场在弱、中、强三种强度大气湍流(弱、中、强大气湍流下，折射率结构参数Cn2的取值分别为2.1×10－16、3.51×10－14，2.6×10－13)条件下的传输，进行传输速率为100 Gbit/s的偏振复用正交相移键控(DP-QPSK)自由空间光传输仿真实验。实验结果表明，相比于单模光纤接收，采用三模光纤接收可在弱、中、强三种湍流强度下使接收性能分别提高1.8 dB、2.5 dB和3 dB。