Page 32 - 网络电信2021年11月刊下

结合遗传算法，波前畸变补偿实际上就是实行相位补偿，将补
图 11 实测补偿前后接收能量变化和网络通信丢包情况
偿后的平均相移纳入到系统性能参数中，使平均相移达到预期
值。定义系统附加性能参数为：

对于补偿系统，要求附加性能参数J a 达到最小值。这里，

要求补偿的效果是使系统总的性能参数Jtotal最大化，于是γ q
＞0，α<0。同时，期望可变形镜整体平均相移u0等于0，于 图 12 多单元光收发系统和单收发光系统信噪比变化比较
是：

公式(30)即为控制信号的迭代表达式，δ ηH 可以通过检测
振幅的改变量得到。在透镜孔径内相位发生畸变。畸变波前可
以使用Zernike多项式模拟，并且高阶项系数随阶数的增加而减
小。文中采用畸变波前由前45项构成，各项的系数u q 为一个高
斯随机分布变量(规定第一阶Zernike多项式的系数为零)，其均
方差σ q 随阶数的增加而减小。仿真过程中随机取信号光经过湍

图 8 矫正后的波前及能量分布

流后的波前如图8所示。
在实验室中设计制作了一个湍流模拟发生装置，如图9所
示。该装置模拟不同强度湍流，应用所研制的光无线通信系统
的通过该装置分别测试了光斑和通信系统特性。
图 9 实验室湍流大气传输误码测试实验 经过图7系统后，研制的通信系统的实际光斑变化如图10所
示。和图7波前畸变补偿对应，实验室测得的系统误码率改善特
性如图11所示。图11显示出，矫正后光接收功率增加，而误码率
下降。
多单元光发射与光接收技术也是克服随机介质引起信号衰落
的有效方案之一，研究表明，在采用10单元光发射和光接收的自
由空间系统中，信噪比可以改善3.6dB以上，而且，多单元可以
大大增加接收视场角，提高系统工作稳定性。10单元光发射与光
接收系统和单发收光系统的信噪比变化如图12所示 [11] 。
图 10 湍流大气传输光斑
三、结论
不同尺度、不同强度的湍流大气对光传输的影响，特别是
对宽带光通信系统的影响差别较大，湍流引起的信号闪烁降低
信噪比是导致通信系统误码率增加的主要原因。在讨论对光通
信系统的影响时，修正的湍流大气模型比传统模型更有效。提
高光接收机的能量可以在一定程度上改善通信系统性能，但对
于湍流产生的信号闪烁，消光比降低而引起误码，从光链路上

网络电信 二零二一年十一月 59