Exponentiated Weibull大气湍流下混合RF/FSO系统容量分析

RF/FSO混合通信系统弥补了自由空间光通信受天气影响严重的问题,提高了系统的可用性。本文研究了Exponentiated Weibull大气湍流下双门限混合RF/FSO系统平均信道容量,考虑大气湍流和指向误差对平均信道容量的联合影响,利用MeijierG函数推导出平均信道容量的闭合表达式。根据平均信道容量闭合表达式进行了仿真,分析了在不同距离、大气湍流强度、抖动标准差和波束宽度条件下,平均信道容量随信噪比变化的关系。     

基于SC分集的混合FSO/RF航空通信系统性能分析

研究了基于选择合并(SC)分集的混合激光/射频(FSO/RF)航空通信系统性能,该系统设计简单且在发射端无需信道状态信息(CSI)。激光链路服从平均孔径效应下的Exponentiated Weibull大气湍流分布模型,射频采用Nakagami-m衰落信道模型,推导求出混合FSO/RF航空通信系统接收端信噪比的累积分布函数,进一步利用Meijer′s G函数推导了混合FSO/RF通信系统中断概率以及平均误码率的闭合表达式,通过仿真对比分析了不同湍流强度、调制方式及分集通信方案对系统中断、误码性能的影响。仿真结果表明,混合FSO/RF航空通信系统有效地利用了FSO及RF链路在不同大气信道条件下的互补性质,具有更优的中断和误码性能;采用BPSK调制能有效降低大气湍流对混合FSO/RF航空通信系统的影响;信噪比高时,并行传输、分集接收的通信方案对系统误码性能的改善要优于低阶调制对误码性能的改善。     

基于大气信道链路的混合FSO/RF系统性能分析

提出了新的混合FSO/RF系统信道模型,此模型不仅克服了雾和雨对链路的严重影响,而且降低了系统的能量衰减,提高了系统的可用性.该系统在接收端探测器采用比较光电流大小来选择适合信道传输的链路,克服了各种天气状况的影响,最大限度地满足用户对通信性能的要求.     

同频干扰下混合MUD-RF/FSO航空中继通信系统性能分析

为了建立同频干扰条件下的混合射频/自由空间光(Radio Frequency/Free Space optical,RF/FSO)航空中继通信系统链路精确模型,提出多用户分集(Multi-User Diversity,MUD)的航空平台RF/FSO混合链路性能分析方法.以独立且同分布的Nakagami-m衰落信道表征射频(Radio Frequency,RF)用户信号和同频干扰(Co-Channel Interfer-ence,CCI)信号信道;构建了指数Weibull分布大气湍流与Rayleigh分布指向误差的FSO信道传输模型;在电光转换中继节点采用解码转发协议降低噪声累积.基于系统端到端等价信噪比累积分布函数,获得了RF/FSO混合链路中断概率及平均误码率表达式.研究结果表明,采用相干二进制相移键控调制时,系统误码性能最优;可通过增加用户数的方式来减弱干扰信号的影响.     

Exponentiated Weibull大气湍流下航空激光通信性能分析

研究了Exponentiated Weibull(EW)大气湍流信道 下航空激光通信的性能,综合考虑大气 湍流及气动光学效应的影响,利用Meijer′s G函数推导出了航空激光通信链路的性能指标 的 闭合表达式,包括平均误码率(BER)、中断概率及平均信道容量。在不同 的航空飞行条件下,根据 平均BER、中断概率和平均容量闭合表达式分别给出了数值仿真实例,分析了航空飞行高 度、传输距离、信噪比(SNR)与航空激光通信系统性能的关系,同时分析了孔径平均效应对 航空激光通信链路性能改善作用。     

RF/MIMO-FSO混合通信系统误码性能分析

针对射频（RF）通信容量不高、保密性不强的问题,提出一种由RF系统和多发射多接收的自由空间光（MIMO-FSO）系统构成的RF/MIMO-FSO混合通信系统。在分析RF系统、MIMO-FSO系统、单输入单输出（SISO）-FSO系统和RF/MIMO-FSO混合通信系统模型的基础上,仿真对比了这4种系统的的误码性能。结果表明：相比RF系统和SISO-FSO系统,RF/MIMO-FSO混合通信系统的误码性能得到了显著提升,在采用相同调制方式下,比SISO-FSO系统平均提高3个数量级左右。     

智能反射面辅助的混合FSO/RF系统建模和分析

针对自由空间光(FSO)链路视距受限问题,提出了一种光智能反射面（OIRS）辅助的混合FSO/射频(RF)系统,介绍了系统模型。OIRS用于解决障碍物遮挡问题,其辅助的FSO链路服从几何和抖动误差下的Malaga分布,RF链路服从任意相关的Nakagami-m分布,并在目的节点采用等增益合并接收技术。推导了混合FSO/RF系统的中断概率、平均误码率的闭合表达式,并对中断概率进行渐近分析。仿真结果表明：OIRS辅助的混合FSO/RF系统中断和误码性能取决于质量更差的一条信道,二进制相移键控调制误码性能优于二进制频移键控调制。     

弱湍流条件下LDPC码室内FSO通信系统调制性能分析

为了克服光在弱湍流大气条件传输时,光强闪烁造成的突发错误,理论分析了基于开关键控、脉冲位置调制、差分脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制方式的自由空间光通信系统性能。首先推导了无线光通信未编码系统在各调制方式下的平均误比特率公式;在此基础上,将低密度奇偶校验码和置信传播算法应用到无线光通信系统中,研究了相应系统模型下的译码,并在大气湍流信道中进行了理论分析和实验仿真验证。结果表明,脉冲位置调制可获得最好的误比特率性能;采用低密度奇偶校验的大气弱湍流光通信系统比未编码的通信系统性能好,并且可以有效地增加信噪比增益,能够提高系统的抗干扰能力,在无线光通信系统中将有一定的应用前景。     

基于Málaga湍流信道和Nakagami衰弱信道的选择合并混合FSO/RF系统的性能分析

在Málaga湍流信道和Nakagami-m衰弱信道条件下,对基于选择合并技术的混合自由空间光/射频(FSO/RF)通信系统性能进行研究.在考虑指向性误差的情况下,推导了采用副载波调制和强度调制直接检测方案的混合FSO/RF系统的平均误码率和中断概率表达式,并利用MeijerG函数和扩展广义双变量MeijerG函数获得...     

基于2×2放大转发中继的混合RF/FSO系统性能分析

基于放大转发中继方式,研究了2×2中继条件下混合RF/FSO航空通信系统性能。FSO链路服从适于孔径平均条件下的Exponentiated Weibull大气湍流分布模型,RF通信链路为Nakagami-m衰落信道。建立2×2中继混合RF/FSO通信系统模型,利用Meijers’G函数推导求出航空激光通信系统信噪比的概率分布函数及累积分布函数,进一步推导混合通信系统平均误码率和中断概率的闭合表达式。通过仿真分析了不同大气湍流强度、孔径尺寸和调制方式对平均误码率和误码率的影响。仿真结果表明,混合系统中断概率及误码率受湍流强度影响较大,孔径平均效应可有效改善混合RF/FSO传输系统的性能;固定增益中继方式下,混合RF/FSO系统性能主要由RF链路决定;在固定增益中继混合RF/FSO系统中起主要作用;可变增益中继混合RF/FSO系统中,具有较小信噪比的链路在对系统性能的影响起主要作用。     

大气湍流和瞄准误差下差分相移键控光通信系统的性能分析

详细研究了Gamma-Gamma湍流信道大气闪烁、信道衰落及瞄准误差对差分相移键控(DPSK)相干光通信系统误码性能、信道容量和中断概率等指标的影响。自由空间光通信(FSO)系统采用基于马赫-曾德尔调制器(MZM)和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的DPSK调制/解调结构,通过广义超几何方法分析推导出有关平均误码率、平均信道容量和中断概率的闭合表达式并简化分析。在Matlab平台下进行模拟仿真,实验结果表明,系统的平均误码率和平均信道容量随湍流程度的增强而减弱;信道容量的提升可以通过增加带宽或减小抖动方差实现;当瞄准误差过大时导致中断概率增大,严重影响系统的通信性能。     

一种混合认知RF和MIMO FSO系统的中断概率分析

给出了一种串联衬底认知射频(RF)网络与多输入多输出(MIMO)自由空间光通信(FSO)链路的双跳传输系统,分析了其中断概率。对于射频链路,采用瑞利衰落分布模型,分析次级用户与主用户共享频谱的衬底认知无线电网络;对于MIMO FSO链路,采用Gamma-Gamma大气湍流模型,考虑大气衰减效应和大气湍流效应,通过等增益合并建立MIMO FSO的信道模型。推导出中断概率的闭合表达式,仿真分析各种天气条件和大气湍流对串级链路的影响,结果显示随着次级用户发射器的峰值发射功率增大和发射孔径与接收孔径的数目增多,大气效应的影响逐渐减小,通信性能随之提高。     

基于网络丢包率的混合FSO/RF系统切换技术研究

利用C++ Builder编程软件提供的相关网络组件,提出了基于网络丢包率的混合FSO/RF系统切换判决机制,在网络中实现了对链路的监控功能,并采用无线路由器、光纤收发器等器件搭建了混合FSO/RF测试系统,对基于网络丢包率的混合系统切换机制进行了测试,结果表明采用网络切换判决方案,能够自动选择链路通信,保证数据不间断...     

海洋大气湍流对激光通信系统性能的影响分析

大气湍流引起光波强度在光束截面内的闪烁,降低了激光通信系统的信噪比.应用基于Rytov近似的激光大气传输光强起伏理论模型,在局地均匀各向同性Kolmogolov湍流谱的假设条件下,对大气湍流引起的光强起伏进行了分析.并从信号检测理论出发,将大气湍流与激光通信系统误码率指标相结合.分析结果表明,在典型的海洋大气湍流环境下,以误码率指标衡量,随着C2n的增加,激光通信系统的有效作用距离大大缩短,当C2n达到5×10-15m-2/3时,通信的有效距离不足2 km,当C2n达到3×10-14m-2/3时,通信的有效距离降至1 km以下.     

RIS辅助的混合RF/THz系统性能分析

针对太赫兹(THz)链路传输距离短的问题,研究了智能反射表面(RIS)辅助的混合双跳射频(RF)/THz系统的性能.RIS用于增强信号强度,从而提升系统性能.采用固定增益放大转发协议,推导了混合RF/THz链路端到端信噪比的累积分布函数和概率密度函数表达式.利用这些统计特性,进一步推导了该混合中继系统的中断概率、平均误...     

大气湍流对激光通信系统性能的影响研究

大气湍流引起的光强起伏是影响激光通信系统接收信噪比和误码率的主要因素。文中旨在研究大气湍流状态对无线通信系统性能的影响。首先利用对数正态分布和Gamma-Gamma分布分别对信道进行建模,分析表明前者不适用于中强湍流下的光强起伏行为,而后者具有更广的应用范围。在此基础上,研究相位噪声对系统接收信噪比和误码率的影响。文中最后在不同信道条件下进行仿真实验,观察光强起伏方差引起的星座图变化和误码率恶化情况。实验结果表明,当光强起伏方差逐渐增大时,星座图相位角度和误码率均随之变大。文中的分析与讨论对提高激光通信质量具有一定的参考价值。