21、光无线通信中的调制技术解析

光无线通信中的调制技术解析

在光无线通信领域，调制技术至关重要，它直接影响着通信的效率和质量。本文将深入探讨几种常见的调制方案，包括差分脉冲间隔调制（DPIM）、多级差分脉冲间隔调制（MDPIM），并对它们的功率效率和带宽需求进行比较分析。

1. DPIM调制技术

1.1 DPIM工作原理

DPIM在固定吞吐量系统中使用时，其数据传输速率（Rb）会根据传输符号的长度而变化。如果连续传输的符号长度短于平均符号长度，DPIM的Rb会暂时快于固定Rb，导致发送端先进先出（Tx FIFO）缓冲区清空，接收端先进先出（Rx FIFO）缓冲区填满；反之，如果传输多个长持续时间的符号，DPIM的Rb会暂时慢于固定Rb，导致Tx FIFO缓冲区填满，Rx FIFO缓冲区清空。

1.2 无保护带的DPIM（DPIM(NGB)）

假设使用矩形脉冲，为了维持平均光功率Pr，每个脉冲的幅度必须为P Lr DPIM，其中L DPIM是DPIM编码数据包的平均占空比。与传输脉冲形状p(t)匹配的单位能量滤波器具有矩形脉冲响应r(t)，幅度为1 / √Es，持续时间为Ts。在无噪声的情况下，当传输脉冲时，该滤波器的峰值输出为E = L DPIM RPr Tb；当传输空时隙时，匹配滤波器的峰值输出为0。

通过采用与开关键控（OOK）和脉冲位置调制（PPM）类似的方法，时隙错误概率（SER）可以表示为：
[P_{sle–DPIM(NGS)} = P(0)Q\left(\frac{\alpha_{–opt}}{N_0/2}\right) + P(1)Q\left(\frac{E - \alpha_{–opt}}{N_0/2}\right)