Enlaces ópticos no guiados con técnicas de diversidad en canal atmosférico afectado por turbulencias

El nucleo central de esta Tesis ha sido el estudio y modelado del fenomeno fisico de la turbulencia atmosferica y su impacto sobre toda senal optica que se propague desde un transmisor hasta un receptor en un ambiente atmosferico. Como en la atmosfera se van a producir condiciones que favorecen el intercambio de masas de aire a distintas temperaturas, se van a formar un conjunto de celulas turbulentas distribuidas por todo el vano de propagacion, cuya existencia provoca fluctuaciones en la irradiancia de la senal optica captada por un receptor. Este fenomeno se conoce como centelleo atmosferico y consigue degradar de forma notable las prestaciones que se pueden extraer del sistema. Con el objetivo de modelar esas fluctuaciones de irradiancia, se ha tomado como punto de partida todo el trabajo desarrollado por Kolmogorov en la primera mitad de siglo, se ha aproximado dicho espectro atmosferico por un perfil gaussiano y, retomando la filosofia de los modelos de Jakes y Clarke aplicados en radiofrecuencia, se consigue, finalmente, generar una secuencia de centelleo atmosferico que modela esas fluctuaciones de irradiancia entre un transmisor y un receptor. Sin embargo, cuando intervienen varios receptores en el sistema optico, la peculiaridad del medio atmosferico turbulento exige una interrelacion entre estadisticos temporales y estadisticos espaciales entre distintas secuencias de centelleo, efecto conocido como turbulencia congelada. Se propone modelar este efecto a partir de la implementacion de un modelo autorregresivo cuyo nucleo central es un sistema de descomposicion matricial alternativo basado en el algoritmo de Schur que permite analizar cualquier situacion que se plantee. Ademas, en el caso en el que la matriz a factorizar presente autovalores negativos, se propone calcular su aproximante positivo para solventar tal problema. Por otra parte, se ha conseguido modelar el efecto de un tiempo de vida finito de las celulas turbulentas relacionandolo con un parametro fisico denominado tasa de disipacion de la energia turbulenta. Asi, se rompe, de forma controlada, la uniformidad derivada del esquema de turbulencia congelada mediante la inclusion de un modelo de estadisticos separables espacio-temporalmente, que finalmente permita que las secuencias de centelleo que se generen sigan manteniendo la relacion espacial adecuada, pero rompiendo parcialmente su correlacion temporal, tanto como indique la tasa de disipacion de la energia turbulenta. Posteriormente, se ha constatado que la relacion de potencia optica de pico a promedio funciona en estos ambientes opticos atmosfericos, como una adecuada figura de merito que permite anticipar las prestaciones cualitativas que ofrece una tecnica de senalizacion en comparacion a otra. De esta forma, maximizando tal figura de merito, se obtienen mejores prestaciones del sistema optico, indicando una forma de actuar en el sistema para mejorar los resultados del mismo. Finalmente, se han elaborado algunos resultados analiticos para constatar el suelo de ruido en estos sistemas, obtenido por la presencia de un medio turbulento.