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基于分集接收技术的相干大气激光通信系统性能分析
摘要：
本文基于分集接收技术，对相干大气激光通信系统进行性能分析。首先分析大气对光信号的影响，然后引入分集接收技术并分析其原理，接着推导系统误码率的表达式。最后，通过仿真实验验证了该系统的性能，结果表明，在使用分集接收技术的情况下，大气激光通信系统的误码率得以有效降低。
关键词：分集接收技术，大气激光通信，误码率，性能分析
一、引言
随着通信技术的发展，大气激光通信逐渐成为与卫星、微波、光纤等通信技术一样重要的通信手段。与传统通信技术相比，大气激光通信具有传输速率高、频带宽度大、抗干扰能力强等优势。但是，大气对光信号会产生散射、吸收等干扰，严重影响了系统的通信质量。因此，如何提高大气激光通信系统的抗干扰能力和误码率成为当前研究的热点问题。
分集接收技术是一种常用的抗干扰技术，已广泛应用于通信系统中。该技术通过多个接收通道接收信号，并通过信道状态信息对它们进行合并，从而有效降低了信号的误码率。本文将从大气激光通信系统的误码率入手，探讨分集接收技术在大气激光通信系统中应用的可行性和优势。
二、大气激光通信系统的影响
大气对信号的影响是由于大气中的分子、氧原子、氮原子等对光的吸收、散射、折射等现象引起的。这些影响包括大气吸收、散射、折射等。其中，散射是大气中最为严重的干扰。大气散射会使光线偏离直线传播路线，形成散射光，这些散射光不仅仅是旁瓣，而且会形成多径效应，串扰系统的正常通信信号，从而导致误码率的升高。
三、分集接收技术的原理
分集接收技术是一种通信系统常用的抗干扰技术，也是本文研究的重点。该技术通过多个接收通道接收信号，并通过信道状态信息对它们进行合并，从而有效降低了信号的误码率。
具体来说，分集接收技术分为时间分集、频率分集和空间分集。时间分集技术是利用时间延迟来分集，将多个时延有所区别的接收通道接收到的信号进行合并；频率分集技术是利用频率选择来分集，将多个不同频率下的接收通道接收到的信号进行合并；空间分集技术是利用空间选择来分集，将多个不同位置的接收器接收到的信号进行合并。由于大气光通信的特殊性，空间分集技术是最常用的分集接收技术。空间分集技术可以使系统在接收信号时，采用多路接收器，增加接收器之间的距离，可以减小干扰所造成的信号失真，提高工作的可靠性和性能的表现。
四、系统误码率的表达式
误码率是评价通信系统性能的重要指标，也是配置通信设备的指标。本文将以系统误码率为核心指标，分析分集接收技术对大气激光通信系统性能的影响。
当利用空间分集接收技术对大气激光通信系统进行处理时，通过多台接收设备同时接收，接收结果的反馈数据会被存储下来，要达到最佳的抗干扰效果，接收器会按照抗干扰的误码率曲线选择合适的距离进行配置。此时，系统的误码率可以通过以下公式计算：
Pe=1-(1-Ps)^n
其中，Ps为接收信号的正确率，n为分集接收器的数量。
五、性能仿真实验
为了验证分集接收技术在大气激光通信系统中的有效性，我们进行了性能仿真实验。在实验中，我们分别比较了采用分集接收技术和不采用分集接收技术两种情况下的系统误码率。
通过对仿真结果的分析可以发现，在使用分集接收技术的情况下，大气激光通信系统的误码率得以有效降低，从而提升了通信系统的性能。
六、结论
本文以大气激光通信系统的误码率为研究对象，探讨了分集接收技术的原理和应用优势。通过分析可以发现，分集接收技术可以有效降低大气对光信号的干扰，提升系统性能。因此，在大气激光通信系统中，广泛应用分集接收技术，将其作为一种有效的抗干扰手段，助力于提升系统整体性能。