光传输建模与计算机模拟PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 光波传输中的环境影响问题 1

1.1.1 大气光学湍流 1

1.1.2 物体散射与遮挡 5

1.2 光波传输特性研究方法 7

1.2.1 理论解析建模方法 7

1.2.2 计算机模拟方法 8

1.2.3 实验测量方法 9

参考文献 10

第2章 部分相干连续光波大气湍流传输特性建模 13

2.1 光场二阶相干特性的数学表述 13

2.2 高斯-谢尔模态光束 14

2.3 部分相干光束大气湍流传输闪烁特性 24

2.3.1 闪烁方差 24

2.3.2 光强起伏概率密度函数 25

2.3.3 接收光功率起伏均方根时间带宽 27

2.4 部分相干光束大气湍流传输漂移特性 31

2.4.1 光束漂移方差 31

2.4.2 光束漂移时间谱 32

2.5 大气湍流信道无线光通信应用 35

2.5.1 部分相干光通信链路中断概率 35

2.5.2 部分相干光通信链路衰落频率 36

2.5.3 部分相干光通信链路衰落时间长度 38

2.5.4 部分相干光通信链路误码率 39

2.5.5 部分相干光通信链路容量 40

2.5.6 光源相干参数自适应优化方法 43

参考文献 47

第3章 脉冲光波大气湍流传输特性建模 50

3.1 统计平稳光场和统计非平稳光场的大气湍流传输特性 50

3.1.1 统计平稳高斯-谢尔模态光束 50

3.1.2 统计非平稳脉冲高斯-谢尔模态光束 59

3.2 光脉冲经大气湍流传输后的双频互相干函数 65

3.2.1 弱湍流情形 66

3.2.2 强湍流情形 74

3.3 脉冲时间扩展 78

3.3.1 弱湍流情形 78

3.3.2 强湍流情形 80

3.4 脉冲经大气湍流传输后的四频交叉相干函数 87

3.5 脉冲的时间依赖闪烁指数 90

参考文献 97

第4章 艾里阵列光束大气湍流传输特性建模 99

4.1 艾里光束及其基本特性 100

4.1.1 艾里光束数学模型 100

4.1.2 艾里光束的特殊性质 100

4.2 相干合并艾里阵列光束大气湍流传输平均光强 102

4.3 非相干合并艾里阵列光束大气湍流传输平均光强 107

4.4 艾里阵列光束的潜在应用 111

参考文献 111

第5章 大气湍流对光学接收影响建模 113

5.1 环形孔径接收空间光到单模光纤耦合效率 114

5.2 环形孔径接收光信号到达角起伏方差 120

参考文献 130

第6章 光波大气湍流传输数值模拟 133

6.1 基于多相位屏的光波大气湍流传输数值模拟的基本思想 133

6.2 相位屏生成算法 135

6.3 双向大气光通信链路信道状态数值模拟 137

6.3.1 双向链路的信号光束传输与接收模型 138

6.3.2 大气湍流中的高斯光束双向互反传输数值模拟 139

6.3.3 湍流路径分布模式对链路两端接收光功率瞬态差异的影响 140

6.3.4 湍流强度对两端接收光功率瞬态差异的影响 147

6.4 脉冲光信号的大气湍流传输数值模拟 150

参考文献 153

第7章 虚拟三维场景光照传输计算机模拟 155

7.1 基于光线近似的三维场景光照传输建模 155

7.2 三维场景光照传输的数学表述 162

7.3 三维场景光照明方程的近似求解 163

7.3.1 直接光照求解 164

7.3.2 间接光照求解 167

参考文献 170