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。     

大气湍流和指向误差下混合RF/FSO航空通信系统性能分析

基于解码-转发中继方式,研究了混合射频/自由空间光(RF/FSO)航空通信系统性能。采用副载波多进制相移键控调制方式,建立了孔径平均作用下混合RF/激光通信系统模型,其中FSO通信链路采用指数型Weibull大气湍流信道的同时考虑指向误差影响,射频通信链路为Nakagami-m衰落信道。利用Meijer′s G函数推导得到航空激光通信系统平均误码率和中断概率的闭合表达式。在不同湍流强度和接收孔径大小条件下,对比分析了中断概率及误码率性能。仿真结果表明,与弱湍流条件相比,中等湍流强度条件下指向误差对系统中断性能影响较小;孔径平均效应可有效改善混合RF/FSO传输系统的性能;FSO信道对混合系统性能起主要作用。     

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。     

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.     

自适应自由空间光通信应用探讨

自由空间光通信可以提供快捷、方便的宽带访问,文章讨论了进行自适应光无线链路设计需要考虑的各种因素.链路恢复技术中的动态负载交换算法实现了FSO和RF间的负载交换,确保在不同传输损耗下的服务质量.区域划分法实现了在多跳网状网络下的业务量均衡,从而较好地解决了链路失效的问题.     

微角锥棱镜阵列在逆向调制激光通信中的应用

基于逆向调制反射器(MRR)的自由空间光(FSO)技术是将传统FSO链路中一个终端的激光发射器和跟瞄系统替换成MRR而构成的一个非对称的FSO系统。MRR主要由光调制器和无源逆向反射器构成。针对未来超高速信息传输与小型化链路的需求,研究使用微角锥棱镜阵列(MCCRAs)来替代MRR中的无源逆向反射器,研究MCCRAs的波前补偿特性在MRR FSO系统中的应用。对MCCRAs的波前补偿原理进行了理论分析,通过实验分析验证了MCCRAs的波前补偿特性。在同等实验条件下,实验结果表明,MCCRAs的波前补偿特性在抵抗大气湍流对激光传输造成的影响上有着良好的效果表现,可提升1～2个数量级的BER性能。对基于MCCRAs的MRR FSO系统进行整体评估,探讨国内MRR FSO技术面临的技术瓶颈并对未来工作提出进一步建议。     

波分复用在自由空间光通信系统的应用仿真

介绍波分复用和自由空间光通信系统原理,利用Optisystem光通信软件仿真搭建了波分复用在光传输链路系统的应用模型。在直接调制下,通过对系统的Q因子、误码率等参数的仿真分析表明,波分复用在FSO系统中的应用具有可行性和稳定性。     

飞机对卫星激光通信上行链路建模与功率分析

针对飞机对卫星激光通信上行链路,对背景光、激光大气传输衰减、接收器的接收效率和光强起伏等影响链路性能的因素进行了理论建模和分析;在此基础上,考虑OOK调制和直接检测并结合APD的Webb-Gaussian模型,建立了链路误码率模型.通过数值仿真,得出误码率与入射到APD上的信号光功率之间的关系;分析发现误码率随信号光功率的增加而下降,并且下降速率与信号光功率近似满足对数线性关系.最后,计算得出了链路误码率达到10-7时,发射端所需的最小出瞳功率为0.873W.     

基于Gamma Gamma信道模型的ROFSO通信系统性能分析

分析了Gamma-Gamma大气信道模型下无线光载射频(ROFSO)通信系统传输BPSK信号的误码率性能,推导出了该系统的误码率公式,并且利用Matlab软件计算出理论值与仿真结果。研究发现,ROFSO系统与使用OOK调制的常规FSO系统相比具有良好的误码率性能,不需要门限判决,不存在性能限。同时,通过分析传输距离、接收天线孔径和大气折射率结构常数等参数对系统的影响,得到了不同参数对系统影响的规律。     

1 Gbps实时传输的自由空间光通信链路损耗

远距离自由空间光学（FSO）通信系统面临的最大挑战是在大气湍流影响下信号传输会造成光强度衰减/波动,导致通信链路中断。文中提出了一种基于通信系统接收功率的对数正态统计来计算由湍流引起的通信链路损耗的方法,可评估指导FSO通信系统中的系统参数。文中模拟了不同强度湍流影响,接收终端口径为2 cm、20 cm条件下,850 nm、1 550 nm波长的光通信链路损耗与传输距离的关系。然后利用模拟分析结果设计了一个接收口径为20 cm的FSO通信系统,在强湍流条件下完成~2 km距离传输高清图像和视频。FSO通信系统的传输速率为1 Gpbs,与4 G网络相比,可以满足大量无压缩数据流传输的清晰度和实时性。