混合FSO/RF通信系统链路性能的研究

自由空间光通信可以提供快捷、经济的宽带访问,然而易受天气条件和传输距离限制。文章讨论了如何设计混合FSO/RF系统的链路,使之两种系统相互辅助,提高系统的有效性。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。

强湍流条件下软切换FSO/RF混合链路中HARQ方案的对比分析

针对FSO/RF混合链路在雾天强湍流信道环境下的数据可靠传输问题,研究三种不同合并策略下混合自动请求重传(HARQ)方案的中断概率和吞吐量性能。在K分布强湍流信道条件下,采用高斯随机变量的近似方法对单次合并、最大比合并、增量冗余合并三种HARQ协议的性能进行理论计算分析。数值计算结果表明,在雾天强湍流信道条件下,采用增量冗余HARQ协议的系统性能明显优于单次合并、最大比合并方案,通过调整初始码率和重传次数,可显著降低系统中断概率,从而提高FSO/RF混合系统在恶劣环境下数据传输的可靠性。

软切换FSO/RF链路混合编码调制算法性能分析

将自由空间光(FSO)通信链路的高速率优势与射频(RF)链路的可靠性优势互补结合,针对FSO/RF混合通信链路组网的物理层数据可靠传输问题,研究软切换机制下采用LDPC混合编码与2-PPM和16QAM调制的系统方案性能。混合系统FSO链路在Gamma-Gamma信道不同湍流强度与RF链路在Rician信道不同信噪比条件下的仿真结果表明,所述方案在软切换下达到1×10^(-6)误比特率时,不同条件下可获得1.3~8.0 dB不等的性能增益改善,显著提高在不同链路条件下FSO/RF混合通信系统的数据传输可靠性。

外差检测下FSO/RF混合系统中断概率研究

针对大气湍流和指向误差对混合自由空间光通信/射频(FSO/RF)系统传输可靠性的影响,研究了强度调制/直接检测与外差检测两种方式下系统的中断概率性能,其中FSO链路采用Gamma-Gamma大气湍流信道模型,RF链路为莱斯信道模型。利用Meijer's G函数推导出FSO/RF混合链路中断概率的闭合表达式。研究结果表明,在不同大气湍流强度和指向误差条件下,当平均信噪比为30<1B时,相比于强度调制/直接检测,外差检测方式下FSO/RF混合系统的中断概率可降低1~3个数量级,且在高信噪比区域时可更有效对抗大气湍流和指向误差等因素的影响。

基于马尔科夫模型的双站激光微波混合链路性能分析

针对气象变化对自由空间光(Free Space Optical,FSO)通信链路和毫米波射频(Radio Frequency,RF)通信链路可用率的影响问题,采用马尔科夫建模与稳态概率求解计算方法,分析不同天气条件下FSO/RF混合链路的双接收站分集与中断概率性能.基于FSO链路和RF链路的信道模型,采用有限状态马尔科夫链(Finite State Markov Chain,FSMC)分别对单双站FSO/RF混合链路的切换选择进行建模,推导得出不同参数和天气情况下系统稳态的中断概率表达式.数值计算结果表明,当中断概率达到10^(-6),雨雾天气链路距离为1~7 km时,双站FSO/RF混合链路相比单站可获得4~25 dB的增益.

基于凸优化的FSO/RF自动请求重传协议方案

针对FSO/RF混合链路的高效可靠数据传输问题,研究系统在二进制相移键控(BPSK)调制与ARQ差错控制模式下双链路重传协作的优化设计方法。基于FSO信道双伽马(Gamma-Gamma)分布的湍流模型和RF信道Nakagami-m分布的衰落模型,推导得出混合链路平均包错误率与吞吐量的解析表达式,并运用凸优化求解方法得出吞吐量最优解时的数据重传协作比例系数。在不同大气湍流强度与衰落因子条件下,计算分析了FSO/RF混合链路ARQ数传方案的平均包错误率与吞吐量性能。数值结果表明,采用优化后的ARQ双链路重传比例策略,可有效提高混合链路传输的可靠性与数据吞吐量性能。