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In this work, we present a complete process to obtain a pure phase modulator based on a twisted nematic liquid crystal display (TNLCD). We first describe a simple technique for measuring the physical parameters of each cell of this device with no ambiguities, and we use them to build a simplified model of the display based on the Jones matrix theory. Then, after selecting a proper optical system for pure phase modulation, an optimal configuration of the system is searched using a numerical algorithm. This procedure drastically reduces the voluminous experimental stage this task normally requires. The presented method is verified through experimental results, finding an excellent agreement between the measurements and the predicted data. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

En esta contribución se presenta el análisis del índice de escintilación y su relación con los parámetros físicos de la turbulencia en el canal óptico atmosférico, suponiendo que el centelleo inducido por la turbulencia atmosférica es modelado mediante la distribución estadística Málaga o, también denominada M. La principal novedad de este estudio es el establecimiento de expresiones analíticas directas para el cálculo de los parámetros estadísticos de la irradiancia óptica aleatoria recibida a partir de los que definen el comportamiento de la turbulencia atmosférica, mediante la descomposición del canal óptico en un número finito de sub-canales modelados mediante la distribución K-Generalizada y las similitudes que esta última presenta con la distribución Gamma-Gamma presentada en la bibliografía. En este sentido, se proporcionan expresiones cerradas para el cálculo del índice de centelleo en un canal modelado con la distribución M, tanto para cada uno de los sub-canales mencionados como para el efecto atmosférico en su conjunto, lo que conduce a un procedimiento simple para la predicción del comportamiento del enlace de comunicaciones bajo cualquier condición de turbulencia. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. Grupo PAIDI TIC-102 "Ingeniería de Comunicaciones".

A generalization of the Málaga atmospheric optical communications links treated as a finite number of generalized-K distributed sub-channels is analyzed in terms of outage probability and outage rate when its β parameter belongs to the set of real numbers. To the best of the author's knowledge, this is the first time that β ε ℜ is considered. The new analytical expressions derived in this paper lead to a new physical and more realistic interpretation of atmospheric optical links, especially in terms of performance.

A new and generalized statistical model, called Málaga distribution (M distribution), has been derived recently to characterize the irradiance fluctuations of an unbounded optical wave front propagating through a turbulent medium under all irradiance fluctuation conditions. As great advantages associated to that model, we can indicate that it is written in a simple tractable closed-form expression and that it is able to unify most of the proposed statistical models for free-space optical communications derived until now in the scientific literature. Based on that Málaga model, we have analyzed in this paper the role of the detection threshold in a free-space optical system employing an on-off keying modulation technique and involved in different scenarios, and taking into account the extinction ratio associated to the employed laser. First we have derived some analytical expressions for the lower-bound performance of the free-space optical system with the light intensity fading induced by turbulence obtained when the additive white Gaussian noise is not present in the system. Then, we have analyzed the optimal threshold in the system and how it changes when atmospheric conditions vary. Finally, a closed form expression for the bit error rate of that system is derived.

In this paper, the performance analysis of atmospheric optical communications links is analyzed in terms of the average bit error rate. To this end, the optical irradiance scintillation due to the turbulence effects is modeled by a generalization of the M´alaga or M distribution. In particular, the behavior of the atmospheric optical channel is treated as a superposition of a finite number of Generalized-K distributed sub-channels, controlled by a discrete Negative-Binomial distribution dependent on the turbulence parameters. Unlike other studies, here, the closed-form mathematical expressions for the average bit error rate for each Generalized-K sub-channel, in which the turbulence parameters are real numbers, are provided, together with the closed-form expression of the whole optical link. Theses new expressions are a valuable tool for analysing the performance of atmospheric optical links.

Como fruto de esta investigación se van a proponer dos nuevos esquemas de receptores con diversidad angular que se caracterizan por estar dotados de capacidad de orientación propia. Con esta nueva capacidad y un algoritmo de búsqueda específico, los receptores que se proponen en esta tesis pueden apuntar automáticamente hacia la zona de la sala óptima en términos de iluminación, lo que les permite mejorar extraordinariamente los resultados de ancho de banda y relación señal-ruido obtenidos por los receptores con diversidad angular convencionales. El principal problema de los receptores que se proponen en esta tesis es su mayor vulnerabilidad frente a bloqueos del haz transmitido. No obstante, existen distintas opciones de diseño que mitigan este problema. Aunque ambas estructuras poseen capacidad de auto-orientación, difieren en la forma de conseguirla. Así, la primera estructura receptora, conocida como receptor de cabezal auto-orientable, consigue la orientación mediante el movimiento angular en acimut y elevación del cabezal óptico del receptor. Por otro lado, en la segunda estructura, denominada receptor formador de imagen de canal único, el apuntamiento del receptor se logra mediante el movimiento del fotodetector a lo largo de dos ejes ortogonales situados sobre el plano de imagen de un sistema de lentes. Mediante procesos de simulación se establecerá una comparación entre el funcionamiento de estos nuevos receptores y el de las estructuras con diversidad convencionales. El análisis de los resultados obtenidos permitirá concluir que los receptores con diversidad que se proponen en esta tesis son muy superiores a las estructuras existentes, no sólo en parámetros de calidad, sino también en términos de consumo y de complejidad hardware.