为了进一步提高大气光通信系统的传输速率,设计了一种采用4阶脉冲幅度调制的超奈奎斯特(4PAM-FTN)速率大气光传输系统。推导了该系统在对数正态分布衰落信道中的理论误码率公式。分析了传输距离、波长对系统误码性能的影响,以及加速因子与传输速率之间的关系。蒙特卡罗仿真结果表明:误码率与传输距离成正比,与加速因子、光波长成反比。在加速因子为0.9时,系统可以在误码性能几乎不变的情况下获得6.1%的传输速率增益;当加速因子为0.83时,可以获得16.7%的传输速率增益。

超奈奎斯特技术能大幅提升无线光通信系统的传输速率,但大气湍流严重影响超奈奎斯特无线光通信(FTN-OWC)系统的性能。详细研究了指数威布尔湍流信道中光强衰落对FTN-OWC系统平均容量和中断容量的影响,基于脉冲幅度调制推导了FTN-OWC系统的平均容量上界和中断概率,并采用广义超几何方法得到了其闭合表达式。仿真分析了加速因子、滚降系数、湍流强度和接收孔径对平均容量和中断容量的影响。结果表明,增强湍流会导致平均容量和中断容量减小,但可通过增大接收孔径和滚降系数进行提升。在弱湍流条件下,当接收孔径为25 mm、滚降系数为0.5、加速因子为2/3、平均信噪比为30 dB时,FTN-OWC的平均容量相比采用相同调制方式的奈奎斯特无线光通信系统提升了16.43%。