M湍流信道下副载波BPSK调制系统的误码率分析

将FSO激光通信应用于遥测系统已成为技术发展趋势。讨论FSO激光通信中BPSK调制的误码率问题,提出一个复合信道模型。该模型考虑了大气衰减、M大气湍流模型和非零瞄准指向误差的共同影响,并利用Weibull分布拟合得到一个近似模型。基于这个近似信道模型,利用广义Gauss-Lagueree展开式,推导出误码率闭合表达式,并分析FSO激光通信副载波BPSK调制系统的误码率性能。数值仿真结果表明,推导的误码率理论值与仿真值十分接近。该研究有助于未来将激光通信应用于遥测系统的设计。

Málaga湍流信道下改进型光广义空间调制

针对传统光广义空间调制(OGSM)使用固定的光学天线组合集导致系统空间资源浪费和误码率性能受限的问题,提出一种基于低复杂度自适应光学天线组合集选择算法的改进型方案。首先,利用信道状态信息计算光学天线组合之间的欧氏距离矩阵。然后,基于欧氏距离等价原则和最大范数天线选择的思想,删除信道状态较差的光学天线组合,最终保留下的天线组合即当前状态下的最优光学天线组合集。所提算法避免了对所有候选天线组合的遍历,很大程度上降低了算法复杂度。仿真结果表明,所提方案的误码率性能在不同条件下均优于传统OGSM。

大气联合效应下的光差分空间调制性能分析

传统光空间调制技术均是以系统接收端能够获取精确的信道状态信息为前提的。光差分空间调制(ODSM)系统有效避免了复杂的信道估计,但相关研究只分析了单一湍流状态下的系统性能,且忽略了实际自由空间光通信系统中指向误差和路径损耗等因素的影响。基于此,采用可以表征所有大气湍流状态的Málaga湍流信道,推导了ODSM系统在大气湍流、指向误差和路径损耗等大气联合效应下的误码率上界表达式与分集阶数。分析结果表明,相较于其他光空间调制方案,ODSM系统避免了复杂的信道估计,使系统不再受信道估计误差的影响,具备更高的抗干扰性和稳定性;ODSM系统误码性能随着湍流强度和指向误差强度的增大而减小;ODSM系统能够通过优化光学天线数量、光电探测器数量和调制信号阶数等参数,进一步提升系统的误码性能。

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Meijer G函数和扩展广义双变量Meijer G函数获得其闭合解。在不同的副载波调制方式、湍流强度、指向性误差及RF信道衰弱参数情况下,分别分析混合FSO/RF系统和单FSO系统的误码率和中断概率。仿真结果表明,相比单FSO系统,混合FSO/RF通信系统能有效提升通信系统性能。

联合信道条件下自由空间光通信系统性能分析

大气环境严重影响了自由空间光通信系统的性能。考虑到天气环境、大气湍流以及指向性误差等因素对激光通信的影响,建立了联合信道统计模型,并利用Meijer-G函数推导出基于开关键控调制的自由空间光通信系统的平均误码率、平均信道容量和中断概率等性能参数及其闭合表达式。在不同类型的M湍流、不同的归一化指向性误差以及能见度为5km和20km天气的联合信道条件下,对系统性能参数进行仿真与分析。结果表明:指向性误差越小,通信系统性能参数受湍流影响越大;指向性误差越大,越可能存在最佳光束发散角使得通信系统达到最佳性能。