ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эффективность цифровой оптической системы связи с кодово-импульсной поляризационной модуляцией (КИПМ) из "Статистическая теория лазерной связи " В передающее устройство (рис. 3.6а) входят газовый лазер 1, работающий в непрерывном режиме на одном типе колебаний, электрооптиче-ский модулятор 3 на кристалле дигидрофосфата калия, в котором для повышения эффективности используется поперечное управление световыми колебаниями (ось Z кристалла и направление электрического поля перпендикулярны направлению распространения светового луча). Известно, что управляющее напряжение такого модулятора пропорционально отношению djl, где d — ширина кристалла по оси z I — длина кристалла. Выбирая соответствующим образом отношение djl, можно уменьшить модулирующий сигнал до величины порядка нескольких десятков вольт при глубине модуляции, близкой к 100%. [c.130] Сообщение от источника информации 5 в аналоговой форме (телевизионное изображение, телеметрическая и речевая информация и т. д.) поступает на кодирующее устройство 6. Сюда же поступают от генератора кода 7 строго определенные двоичные последовательности единиц и нулей. Двоичные последовательности могут представлять так называемые псевдослучайные лоследова-тельности ), обладающие специфическими корреляционными свойствами. Для выделения этих последовательностей на приемной стороне применяются цифровые корреляторы или цифровые согласованные фильтры [48]. [c.131] В кодирующем устройстве происходят квантование непрерывного сообщения, поступающего из источника информации, отождествление квантованного сообщения с ближайшим квантованным уровнем и номер этого уровня кодируется строго определенной двоичной кодовой последовательностью (преобразование аналог-цифра ). [c.131] Двоичная кодовая последовательность, соответствующая передаваемой информации, после усиления в подмодуляторе 8 поступает на модулятор. [c.131] При наличии модулирующего сигнала сдвиг фаз Дф между обыкновенным и необыкновенным лучами принимает на выходе модулятора дискретные значения л/2 или 3/2 л (что соответствует правой или левой круговой поляризации луча на выходе модулятора), т. е. направление вращения результирующего вектора поляризации луча меняется по закону модулирующей его двоичной последовательности. [c.131] Световой луч, манипулированный по поляризации в соответствии с передаваемым кодом, фокусируется с помощью оптической передающей системы 4 и излучается в направлении приемного устройства. [c.131] С выходов счетчиков фотоэлектроны поступают на блок определения разности числа фотоэлектронов 7. При посимвольном методе приема решение о посылке или О принимается по знаку разности числа фотоэлектронов на выходе блока определения разности. Если разность положительна, то принимается решение о приеме символа 1 , если же она отрицательна, то считается, что передавался символ О . [c.132] Символы кодовой последовательности с блока определения разности числ фотоэлектронов 7 поступают на декодирующее устройство (цифровые фильтры) 8, которое устанавливает соответствие кодовой комбинации символов переданному сообщению. [c.132] Разработа.чные в настоящее время экспериментальные оптические системы связи, использующие рассмотренный принцип, просты конструктивно и надежны в работе. Полагают, что такие системы являются весьма перспективными в дальней космической связи [43, 47]. [c.132] При первых испытаниях было получено удовлетворительное телевизионное изображение при мощности лазера 0,25 вт и скорости передачи 30-10 дв. edj eK. [c.132] Для симметричных каналов условные вероятности ошибок равны друг другу, т. е. Ло=Ро1. [c.133] При оценке предельных характеристик системы будем полагать, что фоточувствительный элемент реагирует на отдельные фотоны с квантовой эффективностью г) = 1 и что на выходе фоточув-ствительных элементов установлены счетчики фотоэлектронов. [c.133] При приеме сигнала с правой круговой поляризацией (символа 1 ) будем считать верхний счетчик сигнальным , а нижнии шумовым . Если же принимается сигнал с левой круговой поляризацией (символ О ), то функции счетчиков, а следовательно, и их названия меняются. [c.133] При сильном сигнальном и шумовом полях подсчет обоими счетчиками равного числа фотоэлектронов является событием практически невозможным. Тогда вероятность Рош будет близка к нулю. Поэтому средняя вероятность ошибки будет определяться выражением (3.24). Из (3.26) следует, что для определения эффективности системы при приеме излучения ОКГ на фоне аддитивного шума необходимо знать распределения числа фотоэлектронов, обусловленных шумовым полем и смесью сигнального и шумового полей. [c.134] Будем считать, что ОКГ работает на одном типе колебаний со стабилизацией амплитуды. В этом случае сигнал обладает пуас-соновским распределением (как показано, в приложении 2 это распределение обладает минимальной дисперсией и наиболее благоприятно с точки зрения обнаружения). [c.134] Эти источники можно рассматривать как ансамбль некогерентных макроскопических излучателей. [c.135] Статистическое распределение числа фотоэлектронов на временном интервале Т в случае медленно флуктуирующего шумового поля (АшГ с1, где Дш — ширина полосы частот шумового поля) подчиняется геометрическому закону распределения (см. приложение 2). [c.135] Статистическое распределение числа фотоэлектронов суперпозиции когерентного и теплового полей на временном интервале Т при (шс— —юо)7 с1, где 0с — частота когерентного излучения о — центральная частота шумового излучения, имеет вид (2.1). [c.135] Кривые, позволяющие оценить эффективность приема, приведены на рис. 3.7. Из него видно, что средняя вероятность ошибки зависит как от отношения сипнал/шум, та1К и от абсолютного значения уровня сигнала. [c.135] Вернуться к основной статье