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4PAM-FTN大气光传输系统于弱湍流环境下的误码表现

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简介：
本研究探讨了4PAM-FTN大气光通信系统在弱湍流条件下的性能，特别关注其误码率的表现。通过实验分析，评估该技术应用于实际无线通信中的可靠性与稳定性。 为了进一步提高大气光通信系统的传输速率,设计了一种采用4阶脉冲幅度调制的超奈奎斯特（4PAM-FTN）速率系统。推导了该系统在对数正态分布衰落信道中的理论误码率公式，并分析了传输距离、波长对系统误码性能的影响，以及加速因子与传输速率之间的关系。蒙特卡罗仿真结果显示：误码率随着传输距离的增加而增大，且随加速因子和光波长的提高而减小；在加速因子为0.9时，系统可以在保持几乎不变的误码性能下获得6.1%的传输速率增益；当加速因子降至0.83时，则可实现高达16.7%的传输速率提升。

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  • 4PAM-FTN大气光传输系统于弱湍流环境下的误码表现
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    本研究探讨了4PAM-FTN大气光通信系统在弱湍流条件下的性能，特别关注其误码率的表现。通过实验分析，评估该技术应用于实际无线通信中的可靠性与稳定性。 为了进一步提高大气光通信系统的传输速率,设计了一种采用4阶脉冲幅度调制的超奈奎斯特（4PAM-FTN）速率系统。推导了该系统在对数正态分布衰落信道中的理论误码率公式，并分析了传输距离、波长对系统误码性能的影响，以及加速因子与传输速率之间的关系。蒙特卡罗仿真结果显示：误码率随着传输距离的增加而增大，且随加速因子和光波长的提高而减小；在加速因子为0.9时，系统可以在保持几乎不变的误码性能下获得6.1%的传输速率增益；当加速因子降至0.83时，则可实现高达16.7%的传输速率提升。
     
  • Gamma-Gamma大气湍流环境中FSO-OFDM系统的误码率研究
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    本研究探讨了Gamma-Gamma大气湍流对自由空间光通信中OFDM系统的影响，分析并提出了降低误码率的有效策略。 大气湍流效应会严重影响自由空间光通信(FSO)系统的链路性能。研究发现，在FSO系统中采用正交频分复用（OFDM）调制技术可以改善误码率性能，特别是在Gamma-Gamma大气湍流信道下更为明显。通过对比不同强度的大气湍流条件下OOK调制系统和OFDM调制系统的误码率，仿真结果显示随着湍流的增强，两种系统的性能均会下降。此外，在不同的湍流强度环境下，16QAM-OFDM系统的误码率高于4QAM-OFDM系统；而从整体来看，4QAM-OFDM系统的性能优于OOK调制系统。
     
  • 高斯光束仿真_大气湍流影响_大气传输_湍流屏效应.zip
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    本资源提供高斯光束在大气湍流条件下的仿真模型，分析了大气传输过程中的湍流屏效应对激光束的影响。 高斯光斑仿真 大气湍流 大气湍流屏 高斯光束大气 传输.zip
     
  • Airy_大气相位屏_大气湍流效应_大气湍流屏_大气传输
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    Airy_是一款模拟软件，专注于研究大气中的相位屏和湍流效应，用于分析光学信号在大气中传播时受到的影响。 研究了Airy光束、基模高斯光束以及Bessel光束在通过大气湍流相位屏传输过程中的特性。
     
  • 高斯光束在大气湍流中的传输仿真源码（光强度和大气传输）.zip
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    本资源提供了一套用于模拟高斯光束通过受湍流影响的大气环境时传输特性的MATLAB代码，包括光强度变化与大气散射效应。 标题描述的主题是关于高斯光束在大气湍流传输的仿真研究，这是一个结合了光学、光通信及大气物理学领域的复杂课题。 高斯光束作为激光物理中的核心概念之一，用于描绘从激光器发出光线的具体特性，在本场景中特别关注该类光束穿越含有不理想条件的大气时的行为表现。具体来说，当遇到大气湍流（即空气层内部温度、压力和密度的随机变化）的情况下，这些波动会导致光线传播路径发生微小偏移，并影响到光学系统的性能。 高斯光束在经历这种传输过程中的仿真通常采用数值模拟技术来实现： 1. **光学模型**：如Huygens-Fresnel原理或Kirchhoff积分等方法用于计算波的干涉与衍射效应。 2. **湍流理论**：Rytov近似和Kolmogorov湍流理论为研究大气对光束传播的影响提供了基础。 3. **数值技术手段**：包括有限差分法、快速傅里叶变换（FFT）及蒙特卡洛模拟等工具，用于追踪光线在传输过程中因相位变化导致的强度分布情况。 4. **高斯光束特性参数**：如束腰半径、Rayleigh长度和远场发散角等因素对大气中传播行为有着重要影响。 5. **软件实现方式**：可能需要使用特定编程语言（例如MATLAB, Python或C++）编写算法来进行仿真计算。 6. **结果评估方法**：通过光强分布图、M²因子评价标准、点扩散函数(PSF)和光学传递函数(OTF)等手段，以量化大气湍流对光线传输质量的影响程度。 这种类型的模拟研究有助于预测并优化地面通信系统的性能表现，并为天文观测设备提供改进方案。压缩包文件可能包含用于实现上述过程的源代码资源，这些资料对于探索光束在不同水平的大气扰动下的行为模式具有重要价值。
     
  • FT_PHASE_SCREEN (2) - 大气仿真与激光传输中的光及大气传输和湍流效应
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    FT_PHASE_SCREEN (2)专注于研究大气环境下激光传输特性，通过模拟分析光在大气中传播时受到的影响，包括湍流效应等复杂因素，为高精度激光通信提供理论支持。 实现大气随机相位波动的生成，用于大气光学仿真，以分析激光传输受到湍流的影响。
     
  • Gamma-Gamma湍流信道下大气光通信系统的误码性能分析
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    本文探讨了在Gamma-Gamma湍流信道环境下，大气光通信系统中误码率的表现与性能，并进行了深入的理论分析。 大气湍流是影响无线激光通信系统性能的关键因素之一，它导致的强度闪烁效应会干扰信号接收与还原过程。基于Gamma-Gamma概率分布的大气湍流信道统计模型，研究了副载波相移键控（PSK）调制技术在大气光通信中的误码特性，并推导出副载波二进制相移键控(BPSK)和开关键控(OOK)两种模式的系统误码率表达式。通过分析特定条件下的大气光通信系统，比较了BPSK与OOK两种调制方式的误码性能差异。研究还探讨了链路特征、接收孔径尺寸、通信波长及天顶角等因素对系统误码率的影响。结果表明：增大接收孔径和增加通信波长可以有效降低系统的误码率，而随着天顶角的增大，则会导致系统误码率上升；同时，在所研究条件下副载波BPSK调制模式具有优于OOK调制模式的误码特性。
     
  • 基于Matlab的大气湍流对激光传输的影响仿真
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    本研究利用Matlab软件，构建大气湍流模型，模拟分析了大气湍流条件下的激光传输特性及其影响，为高精度激光通信系统的设计提供理论依据。 在激光通信领域，大气湍流对激光束的传播特性会产生显著影响，这主要表现在光束扩散、强度波动以及相位畸变等方面。Matlab作为一个强大的数学计算与建模平台，被广泛用于模拟和研究这类现象。“利用Matlab模拟激光受大气湍流影响的传输情况”是本项目的主要关注点。 我们需要了解的大气湍流的基本概念包括：由温度、压力及湿度不均匀分布引起的空气流动不规则性。这种现象会导致光波在传播过程中发生随机折射与散射，在长距离激光通信中尤为显著，可能导致信号质量下降甚至中断。 使用Matlab模拟这一过程通常涉及以下几个关键知识点： 1. **光学传递函数（OTF）**：衡量系统成像质量的重要指标，它反映了大气湍流导致的相位畸变对光束强度分布的影响。 2. **科赫尔模型（Kolmogorov模型）**：描述大气湍流的经典理论。基于此模型可以生成随机相位屏来模拟激光在大气中传播时遇到的湍流效应。 3. **快速傅里叶变换（FFT）**：用于空间域与频域之间的转换，是模拟过程中的重要工具之一。 4. **瑞利衰落**：由于大气湍流引起的信号强度波动。Matlab可以通过统计分析方法来模拟这一现象。 5. **迭代法**：为了更精确地描述激光传播状态的变化可能需要使用如魏格纳-费舍尔分布或高斯辛算法等迭代技术。 6. **程序结构与优化**：鉴于计算量较大，合理的代码设计和性能优化是必要的。Matlab的并行计算工具箱可以用来提高效率。 “LTEv1.0”可能是项目源代码版本号或者相关数据集命名，在实际应用中可能包含实现上述功能所需的Matlab脚本、定义大气参数以及进行传播模拟等步骤的具体内容。 通过这样的仿真研究，研究人员能够预估出大气湍流对激光通信的实际影响，并据此优化系统设计以提升传输效率和可靠性。此外，这些结果还可以为实验设计提供指导，帮助解释实际观测到的现象。
     
  • 基于Matlab的大气湍流环境下的自适应光学校正算法仿真实现
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    本研究利用MATLAB平台，在模拟大气湍流环境下开发并实现了自适应光学校正算法的仿真系统，以提高光学系统的成像质量。 在现代光学成像系统的研究领域内，大气湍流对图像质量的影响是一个关键问题。由大气不均匀性引起的大气湍流会改变光波的传播路径，导致图像扭曲、模糊甚至完全丧失清晰度。自适应光学技术作为解决这一难题的重要手段之一，在实时监测和校正由于大气湍流造成的波前畸变方面发挥了重要作用。 Matlab因其强大的数学计算与仿真功能而在自适应光学领域中扮演着重要角色。利用该软件，研究人员可以构建大气湍流模型，并设计相应的自适应光学校正算法进行模拟测试。这些算法通常包括波前传感器数据处理、控制策略以及校正器驱动等组成部分。为了实现有效的仿真实验，研究者需要深入分析大气湍流的各种特性，例如其空间和时间尺度、强度分布及与环境因素的相关性。 在仿真过程中，一个关键步骤是模拟不同条件下产生的波前畸变现象。研究人员可以借助Matlab中的各种工具来生成基于Kolmogorov湍流模型的波前数据，并在此基础上设计并测试多种自适应校正算法，如相位共轭技术、最小二乘法（LS）和线性最小方差（LMS）等方法。 除了算法的设计与验证之外，仿真研究还要求研究人员对结果进行详细的分析。通过Matlab提供的可视化工具，可以将校正前后波前情况及成像质量参数如点扩散函数、信噪比等方面的变化加以对比展示，并以此来评估不同算法的效果和性能表现。 综上所述，借助于大气湍流自适应光学校正算法的Matlab仿真研究，研究人员不仅能够优化现有技术方案以提升实际光学系统的校正效率与精度，还能推动相关理论的发展及应用实践。这对于改善天文观测、远程传感以及激光通信等领域的图像质量具有重要意义，并且有助于促进整个自适应光学领域内的技术创新和进步。
     
  • 高斯光束的光强度在大气湍流中的传输仿真
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    本研究通过计算机仿真技术探讨了高斯光束在存在大气湍流条件下的光强度传输特性，分析其变化规律与影响因素。 研究了高斯光束在大气湍流中的传输特性，分析了其对光强和相位的影响。