光移动通信理论与关键技术研究文献综述

 2023-08-07 05:08
  1. 文献综述(或调研报告):

1.光束调控

在光移动通信中,光束调控的基本方法是使用光相阵列。在光移动通信中,光相阵列需要考虑面向多个用户,并且合理地考虑能量分配问题。

在《用于多用户移动光通信的光学自适应天线阵列》一文中,考虑了一种采用MIMO技术的OMC系统下的光学自适应天线阵列。在该文中提出了一种模型,这个模型中包含一个基站和多个移动用户,其中,基站拥有M根天线,每个用户拥有N根天线,以满足MIMO的条件。基站的天线部分是一个光学自适应天线阵列,主要结构如下图所示:

在上图的天线阵列结构中,主要组成部分为单点光源,光学相控单元和透镜系统。单点光源加上光学相控单元可以看作是发射不同相位平行光的发射天线。单点光源确保所有出射光都是相干的,并且系统复杂度低,可以将多个相位源的干扰问题转换为相控单元阵列的相位调制问题。在经过透镜系统之后,同相光会被增强,反相光则会被衰减,从而实现光束的定点聚焦。

在该文中,天线阵列中的光学相控单元的具体结构如下:

该文认为,在非理想条件下,上述相控单元区域之间是存在间隙的,这些间隙区域被称为无效区域。而无效区域会导致零阶衍射分量的产生。

该文研究发现,由于光穿过透镜系统的过程是分数阶傅里叶变化,因此会使得信号的相位和幅度产生失真。鉴于此,该文提出了一种在每个光学相控单元上叠加一个独立的傅里叶光场来消除失真的方法。

为了求解叠加在每个光学相控单元上的光场。该文指出,首先,可以根据不同用户的位置及预期接收信号来建立所需的光场分布函数。然后,将这个光场分布函数编码为傅里叶级数的形式。编码为傅里叶级数形式的光场分布函数,其系数可以分别看做是0到n阶的衍射分量。其中,第1阶衍射分量和第0阶衍射分量是该系数的主要成分,而第1阶衍射分量可以用来重现经过透镜系统之后的光场。因此,在消除第1阶衍射分量中由函数引起的失真之后,第1阶衍射分量可以作为独立的傅里叶光场,并叠加在每个光学相控单元之上以消除经过透镜系统过程中产生的相位与幅度失真。

另外,该文还提出一个完整的小型光束自适应天线模型,该模型主要结构如下:

该模型主要由光信号调制器,激光准直仪,半波片,光束扩束器,空间光调制器,透镜系统这几个部分组成。

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