|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Помехоустойчивость оптических каналов передачи данныхучебный курс
- Автор: Арсеньян Т.И., Сухарева Н.А.
- Год создания: 2014
- Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Описание: Курс лекций для аспирантов «ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ» 1. Принципы работы оптических каналов передачи информации. Оптическое излучение в свободном пространстве. Оценка мощности на заданном расстоянии в условиях прямого и локационного приема. Влияние реальной тропосферы. Множитель ослабления и его составляющие. Ослабление оптического излучения в атмосфере. Молекулярное поглощение, рассеяние на молекулах и аэрозолях. Взаимодействие с турбулентными неоднородностями. Способы повышения надежности передачи данных. Метод накопления. Разнесенный прием. Современные методы борьбы с флуктуациями. 2. Случайные процессы и случайные поля. Усреднение по времени и эргодичность. Среднее по ансамблю. Спектральная плотность мощности. Теорема Винера-Хинчина. 3. Оптическая турбулентность атмосферы. Флуктуации показателя преломления. Теория Колмогорова-Обухова. Модели спектров флуктуаций показателя преломления. Флуктуации амплитуды, уровня и фазы сигнала в случайно-неоднородной атмосфере. 4. Классическая теория распространения излучения в среде со случайными неоднородностями. Стохастическое волновое уравнение. Лучевое приближение (приближение геометрической оптики). Метод малых возмущений. Метод малых возмущений в форме Рытова (метод плавных возмущений). 5. Способы экспериментальной оценки флуктуаций параметров сигнала (измерение интенсивностей, интерферометрические методы фазовых измерений, теневые и шлирен-методы, дифракционные методы). 6. Приближение слабых флуктуаций. Основные положения. Статистика второго порядка. Функция взаимной когерентности. Пространственный радиус корреляции. Блуждания пучка. Уширение пучка. Угловые и временные спектры флуктуаций. 7. Сильные флуктуации. Дислокации фазы. Узкие коллимированные пучки в условиях сильных флуктуаций. Метод параболического уравнения. Статистика четвертого порядка. Индекс мерцаний. Ковариационная функция. Временные спектры. Структура оптического пучка, подверженного воздействию сильной турбулентности, в фазовом пространстве. 8. Системный нелинейный время-частотный анализ нестационарных сигналов. Применение метода нелинейных отображений на базе преобразования Вигнера-Вилли с различными видами подынтегральных ядер для оценки флуктуаций параметров электромагнитных волн на открытых приземных трассах. Закономерности время-частотных отображений как дополнение существующих параметрических моделей, описывающих связь флуктуационных характеристик среды и сигнала в приземных каналах связи. 9. Оценка локаль¬¬¬ных статистических характеристик лазерных пучков, прошедших область сильной турбулентности. Классификация особенностей локализованных пространственных распределений интенсивности и индекса мерцаний на основе экспериментальных данных. 10. Методы анализа экспериментальных результатов исследований пространственно-временных возмущений профиля сигнального пучка в оптических каналах передачи данных. Использование аппарата неэкстенсивной энтропии Реньи как функции внутренней энергии. Метод оперативного контроля неравновесного состояния среды и прогнозирования возмущения пучка по отдельному кадру выборки. 11. Фрактальные и мультифрактальные представления. Дифракция пучка на фрактальных образованиях, дифракталы. Восстановление профиля фазовой модуляции волнового фронта. Возможность прогнозирования вариаций диаграммы распространения и оценки пороговых режимов недопустимого падения интенсивности или ухода мощности в боковые лепестки диаграммы в условиях открытых каналов. 12. Динамическая лазерная рефрактометрия открытых оптических каналов передачи данных. методы контроля рефракционных искажений и пространственно-временные искажения профиля сигнального пучка. Помехоустойчивость сигнального пучка. Рекомендуемая литература: 1. Larry C. Andrews, Ronald L. Phillips. Laser beam propagation through random media. - 2nd ed. SPIE Press, Bellingham, Washington , 2005. 2. Арсеньян Т.И. Распространение электромагнитных волн в тропосфере. Томск. 2006. 3. Семенов А.А., Арсеньян Т.И. Флуктуации электромагнитных волн на приземных трассах. – М. : Наука. 1978. 4. Claude Oestges and Bruno Clerckx MIMO Wireless Communications. From real-world propagation to space–time code design – : Elsevier. 2007 5. Mohsen Kavehrad, Jarir Fadlullah, and Zeinab Hajjarian «MIMO FSO Communications in Cloud and Turbulence» [Электронный ресурс]. URL:http://dx.doi.org/10.1364/LSC.2011.LTuC3, 2011. 6. Grochenig K. Foundations of time-frequency analysis, Birkhauser, 2001. 7. M.V.Berry. Diffractals. H.H.Wills Physics Laboratory, Tyndall Avenue, Bristol, BS8 1TL,UK. 1978. 8. Leon Cohen Time Frequency Analysis: Theory and Applications Prentice Hall; 1994. 9. В.П. Шляйх “Квантовая оптика в фазовом пространстве” М.: Физматлит, 2005, ISBN 5-9221-0540-X. 10. A.W. Rihaczek Signal energy distribution in time and frequency // IEEE Trans on IT. – 1968. − Vol. 14. – No 3. − P. 369−374. 11. Arsenyan, T. I., Suhareva, N. A., Sukhorukov, A.P., "Turbulence-induced laser-beam distortions in phase space," Moscow University Physics Bulletin 69(1), 55-60 (2014). 12. Getling, A., [Rayleigh-Benard Convection: Structures and Dynamics], World Scienti_c Pub Co Inc, 11 (1998). 13. Arsenyan, T. I., Grebennikov, D. Yu., Suhareva, N. A., Sukhorukov, A.P., Reconstruction of phase trajectories of a laser beam propagated through a turbulent medium," Atmospheric and Oceanic Optics, 27(3), 205-210 (2014). 14. Bashkirov, A. G. "Renyi entropy as a statistical entropy for complex systems," Theoretical and Mathematical Physics, 149(2), 1559-1573 (2006). 15. Лазоренко О. В., Черногор Л. Ф. Системный спектральный анализ сигналов: теоретические основы и практическое применение. Радиофизика и радиоастрономия. 2007. Т. 12 , No2., С. 162-181. Программу составили: ведущий научный сотр. д.ф.-м.н. Т.И. Арсеньян и доцент к.ф.-м.н. Н.А. Сухарева
- Добавил в систему: Арсеньян Татьяна Ишхановна
Преподавание курса
- 5 сентября 2014 - 30 декабря 2014 Арсеньян Татьяна Ишхановна
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Физический факультет
- обязательная, вариативной части, лекции, 36 часов
- Автор: Арсеньян Т.И., Сухарева Н.А.