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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1567| Theoretical and experimental study of an optical homodyne communications system using the wireless atmospheric channel Estudio teórico-experimental de un sistema de comunicaciones ópticas homodino utilizando el canal inalámbrico turbulento | |
| JUAN DE DIOS SANCHEZ LOPEZ | |
| ARTURO ARVIZU MONDRAGON | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Circuitos de microcinta | |
| Los sistemas de comunicaciones ópticos inalámbricos son sistemas que pueden ofrecer alternativas a diferentes problemas de conectividad pero que a su vez presentan grandes retos propios del canal óptico atmosférico. Diferentes fenómenos afectan la propagación de señales electromagnéticas a frecuencias ópticas, entre los cuales destacan las perturbaciones ocasionadas por las variaciones del índice de refracción presentes a lo largo de la trayectoria del enlace. Éste fenómeno es conocido como turbulencia atmosférica. En este trabajo se explora la factibilidad de utilizar sistemas de comunicaciones ópticas coherentes en el canal atmosférico y se realiza una evaluación de los mismos. Se estudia dicho canal en condiciones donde el efecto predominante es la turbulencia atmosférica además de tomar en cuenta otros fenómenos que afectan la propagación de una señal óptica tal como la atenuación. Es sintetizada una estructura de estimación de fase óptica para ser utilizada en un sistema de recepción coherente que utiliza la máxima verosimilitud basándose en observable eléctrico. Para la síntesis empleamos la teoría de la estimación estocástica, modelada por variables de estado y en la que se consideran las perturbaciones de fase y amplitud ocasionadas por la turbulencia atmosférica, el ruido de fase de los láseres transmisor y oscilador local, así como el ruido de foto-detección. El estimador obtenido es físicamente implementable y para evaluar su desempeño realizamos simulaciones bajo diferentes regímenes de turbulencia (varianza de Rytov s2R, de 0.0625 = s2R = 1.21) y experimentalmente (0.03889 = s2R = 0.35112). Se implementó un sistema autohomodino con modulación binaria de fase óptica así como un generador de turbulencia atmosférica, una etapa de adquisición y procesamiento fuera de línea. El estimador funciona adecuadamente para turbulencia débil, pero su desempeño puede ser extendido a turbulencia fuerte mediante el uso de un sistema denominado emisor multihaz y receptor multiapertura. The optical wireless communications systems are an important alternative solution to different problems of connectivity; however their implementation and operation present several important challenges due to the (atmospheric) optical channel. It is well known that different phenomena affect the propagation of electromagnetic signals at the optical frequencies mainly that due to the variations on the value of the refraction index through the trajectory of the optical wireless link. This phenomenon is known as optical atmospheric turbulence. On this work we explore the feasibility of using the coherent optical communications systems using the atmospheric channel. This kind of channel is analyzed in conditions where the predominant effect is the atmospheric turbulence. It is synthesized an optical phase estimation structure to be used in a system with coherent reception that utilizes the maximum likelihood based on an electrical observable. For the synthesis we employ the theory of the stochastic estimation, modeled by state variables; we have considered disturbances such as the phase and amplitude fluctuations caused by the atmospheric turbulence, the phase noise of the lasers, as well as the photo-detection noise. The estimator obtained is physically implementable and to evaluate its performance we carry out simulations under different turbulence regimes (Rytov variance values s2R, de 0.0625 = s2R = 1.21) and expeermentally (0.03889 = s2R = 0.35112). A selfhomodyne system with binary modulation of the optical phase was implemented as well as an atmospheric turbulence generator, a data acquisition and processing off-line stages. The estimator works adequately for weak turbulence, however its performance can be extended to the strong turbulence regime by means of the use of a mutibeam transmitter and multiaperture receiver system. | |
| CICESE | |
| 2009 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Sánchez López, J.D.2009.Estudio teórico-experimental de un sistema de comunicaciones ópticas homodino utilizando el canal inalámbrico turbulento. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 121 pp. | |
| TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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