隨著無線電頻譜資源的日益稀缺以及對通信容量要求的日益提高,傳統的射頻域通信在應對如此快速增長的通信流量時已經顯現出疲態(tài)。在數據流量高速增長的背景下,自由空間光(Free Space Optical,FSO)通信以其寬帶大,容量高,部署簡便等優(yōu)勢逐漸成為了數據中心及小區(qū)用戶信息傳輸的備選方案,并且FSO鏈路也在近幾年得到了快速發(fā)展和部署。在存在兩個合法接收者的FSO鏈路中,竊聽者依然可通過在光束傳輸路徑上通過截取發(fā)送光束能量的一部分完成竊聽,因此FSO鏈路的通信安全至關重要。本文重點研究基于OAM復用的物理層安全問題。首先,本文研究了幾種典型OAM光束的性質,包括拉蓋爾-高斯光束、超幾何光束以及貝塞爾-高斯光,并對上述幾種典型OAM光束的均方半徑進行了理論推導及比較。給出了在有限孔徑限制下,FSO復用通信系統的最佳備選光束。其次,研究了大氣湍流的不同功率譜模型,對當前存在的大氣湍流相位屏仿真算法進行了研究對比,包括基于FFT的反演法以及基于低頻分量補償的傾斜屏法。本文對上述兩種算法進行了實現和對比,并采用傾斜屏法生成了精度較高的大氣湍流相位屏。之后在FSO系統中布置多個大氣湍流相位屏,并...

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 OAM光束在FSO應用研究現狀分析
        1.2.2 FSO系統的大氣湍流影響研究現狀及分析
        1.2.3 光通信物理層安全研究現狀及分析
    1.3 論文主要研究內容
第2章 OAM光束特性研究
    2.1 引言
    2.2 典型OAM光束
        2.2.1 環(huán)形渦旋光束
        2.2.2 拉蓋爾-高斯光束
        2.2.3 貝塞爾-高斯光
        2.2.4 超幾何光束
    2.3 典型OAM光束的均方半徑比較
    2.4 LG光束特性
        2.4.1 整數階LG光束的分布特性
        2.4.2 分數階LG光束的分布特性
        2.4.3 任意階LG光束復用機理
    2.5 本章小結
第3章 大氣湍流信道下OAM模傳輸系數研究
    3.1 引言
    3.2 大氣湍流功率譜模型
    3.3 大氣湍流相位屏的仿真
        3.3.1 諧波法生成大氣湍流相位屏
        3.3.2 傾斜屏補償法生成大氣湍流相位屏
        3.3.3 相位結構函數
    3.4 OAM復用系統
    3.5 整數階OAM復用系統的模傳輸系數研究
    3.6 任意階OAM復用系統的模傳輸系數研究
    3.7 本章小結
第4章 OAM復用物理層安全研究
    4.1 引言
    4.2 OAM復用系統信道容量
    4.3 整數階OAM復用物理層安全研究
        4.3.1 整數階OAM復用的信道容量
        4.3.2 整數階OAM復用的物理層安全
        4.3.3 整數階OAM復用的正向安全通信概率
    4.4 任意階OAM復用物理層安全研究
        4.4.1 任意階OAM復用系統信道容量
        4.4.2 任意階OAM復用的物理層安全
        4.4.3 任意階OAM復用的正向安全通信概率
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝



本文編號：3880559