Исследуется влияние степени когерентности передающего пучка на частоту появления ошибочных битов (BER - bit error rate) в системах беспроводной оптической связи. Получено, что для любого типа трассы распространения (горизонтальной, вертикальной или наклонной) и различной степени проявления турбулентных эффектов существуют оптимальные значения выходной мощности и степени когерентности передающего оптического пучка, определяемой радиусом Фрида. Оптимальное значение степени когерентности можно определить по минимому вычисленной частоты появления ошибочных битов.
беспроводная оптическая связь, турбулентная атмосфера, частичная когерентность
1. Andrews L.C., Phillips R.L., Hopen C.Y. Laser Beam Scintillation with Applications. Bellingham, Washington: SPIE Press, 2001. 379 p.
2. Majumdar A.K. Free-space laser communication performance in the atmospheric channel // J. Opt. Fiber. Commun. Rep. 2005. V. 2, N 4. P. 345-396.
3. Fried D.L. Aperture averaging of scintillation // J. Opt. Soc. Amer. 1967. V. 57, N 2. P. 169-175.
4. Ricklin J.C., Davidson F.M. Atmospheric optical communication with a Gaussian Schell beam // J. Opt. Soc. Amer. A. 2003. V. 20, N 5. Р. 856-866.
5. Korotkova O., Andrews L.C., Phillips R.L. Model for a partially coherent Gaussian beam in atmospheric turbulence with application in Lasercom // Opt. Eng. 2004. V. 43, N 2. P. 330-341.
6. Ricklin J.C., Hammel S.M., Eaton F.D., Lachinova S.L. Atmospheric channel effects on free-space laser communication // J. Opt. Fiber. Commun. Rep. 2006. V. 3, N 2. P. 111-158.
7. Polynkin P., Peleg A., Klein L., Rhoadarmer T., Moloney J. Optimized multiemitter beams for free-space optical communications through turbulent atmosphere // Opt. Lett. 2007. V. 32, N 8. P. 885-887.
8. Voelz D.G., Xiao X. A Brief Review of Spatially Partially Coherent Beams for FSO Communications // Proc. SPIE. 2009. V. 7200. 72000C.
9. Xiao X., Voelz D.G. On-axis probability density function and fade behavior of partially coherent beams propagating through turbulence // Appl. Opt. 2009. V. 48, N 2. P. 167-175.
10. Voelz D.G., Xiao X. Metric for optimizing spatially partially coherent beams for propagation through turbulence // Opt. Eng. 2009. V. 48, N 3. 036001.
11. Chen C., Yang H., Feng X., Wang H. Optimization criterion for initial coherence degree of lasers in free-space optical links through atmospheric turbulence // Opt. Lett. 2009. V. 34, N 4. P. 419-421.
12. Borah D.K., Voelz D.G. Spatially partially coherent beam parameter optimization for free space optical communications // Opt. Exp. 2010. V. 18, N 20 / OPTICS EXPRESS 20746.
13. Al-Habash M.A., Andrews L.C., Phillips R.L. Mathematical model for the irradiance probability density function of a laser beam propagating through turbulent media // Opt. Eng. 2001. V. 40, N 8. P. 1554-1562.
14. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Издательский дом "Вильямс", 2007. 1104 с.
15. Прокис Дж. Цифровая связь: Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь, 2000. 800 с.
16. Tyson R.K. Bit-error rate for free-space adaptive optics laser communications // J. Opt. Soc. Amer. A. 2002. V. 19, N 4. P. 753-758.
17. Flatte S.M., Bracher C., Wang G.-Y. Probability density functions of irradiance for waves in atmospheric turbulence calculated by numerical simulation // J. Opt. Soc. Amer. A. 1994. V. 11, N 7. P. 2080-2092.
18. Churnside J.H., Hill R.J. Probability density of irradiance scintillations for strong path-integrated refractive turbulence // J. Opt. Soc. Amer. A. 1987. V. 4, N 4. P. 727-733.
19. Hill R.J., Frehlich R.G. Probability distribution of irradiance for the onset of strong scintillation // J. Opt. Soc. Amer. A. 1997. V. 14, N 7. P. 1530-1540.
20. Andrews L.C., Phillips R.L., Hopen C.Y. Laser Beam Scintillation with Applications. Bellingham, Washington: SPIE Press, 2001. 375 p.
21. Nakagami M. The m distribution - a general formula of intensity distribution of rapid fading // Statistical Methods in Radio Wave Propagation / W.C. Hoffman, ed. New York: Pergamon, 1960. P. 3-36.
22. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Гамма-распределение.
23. Hogg R.V., Craig A.T. Introduction to Mathematical Statistics, 4th edition. N. Y.: Macmillan, 1978, 692 p.
24. Mahdieh M.H., Pournoury M. Atmospheric turbulence and numerical evaluation of bit error rate (BER) in free-space communication // Opt. & Laser Technol. 2010. V. 42, N 1. P. 55-60.
25. Колосов В.В., Кузиковский А.В. О фазовой компенсации рефракционных искажений частично-когерентных пучков // Квант. электрон. 1981. Т. 8, № 3. С. 490-494.
26. Vorontsov M.A., Kolosov V.V., Target-in-the-loop beam control: basic considerations for analysis and wavefront sensing // J. Opt. Soc. Amer. A. 2005. V. 22, N 1. P. 126-141.
27. Коняев П.А., Тартаковский Е.А., Филимонов Г.А. Численное моделирование распространения оптических волн с использованием технологий параллельного программирования // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 5. С. 359-365.
28. Банах В.А., Смалихо И.Н., Фалиц А.В. Эффективность метода субгармоник в задачах компьютерного моделирования распространения лазерных пучков в турбулентной атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 10. С. 848-851.
29. Маракасов Д.А., Рычков Д.С. Метод расчета моментов функции распределения Вигнера лазерных пучков в турбулентной атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 11. С. 951-953.
30. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 277 c.
31. Зуев В.Е., Банах В.А., Покасов В.В. Современные проблемы атмосферной оптики. Оптика турбулентной атмосферы / Под ред. В.Е. Зуева. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 267 с.