自由空间光通信中继系统研究
发布时间：2021-08-18 21:41
自由空间光（free-space optical, FSO）通信系统能够使用开放频段以高达几Gbps的速率传递信息。然而单跳的FSO链路受制于湍流导致的衰落,其通信距离不能超过几千米。为了突破通信距离的限制,一种可行的方法是使用中继。通过引入中继,长链路被分解成多条短链路,端到端的通信可靠性能够有效提升。本文首先研究FSO通信的最优中继放置问题。其中,中继位置必须保证链路能够绕开障碍物,且中继节点必须在可行域之内。我们提出了一种对中继位置的最优化框架,能够使FSO多跳通信达到最低的中断概率,同时使中继位置满足障碍物和可行域的约束条件。当需要放置的中继点个数很多时,解空间将会随自变量个数（正比于中继点个数）呈指数级增大,故搜索时间将会变得很漫长。因此我们提出了一种分组优化算法来降低搜索时间。仿真表明,分组优化算法能够提供和最优解很接近的次优解,但是其平均搜索时间却只随着中继的个数呈线性增长。此外,文中还提出了两个关于最优中继位置的定理,能够就如何降低中断概率的问题给出一些直观解答,从而协助确定中继的初始位置。仿真结果表明我们提出的最优化模型能够为最优中继摆放问题提供有效的解决方案。已有文...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
专有名词的中英对照表
运算符号定义
第—章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.3 本文结构及主要工作
1.3.1 本文的主要工作
1.3.2 本文的组织结构
第二章 自由空间光通信系统建模
2.1 噪声模型
2.1.1 散弹噪声
2.1.2 热噪声和背景噪声
2.2 固定衰落
2.3 湍流导致的时变衰落
2.3.1 Lognormal衰落模型
2.3.2 Gamma-Gamma衰落模型
2.3.3 其他衰落模型
2.4 信噪比
2.5 本章小结
第三章 FSO系统中常见的调制方式及多跳网络性能
3.1 FSO系统中常见的调制方式
3.1.1 开关键控
3.1.2 脉位调制
3.1.3 副载波调制
3.2 解码-转发多跳FSO系统的性能
3.2.1 准确的多跳网络中断概率
3.2.2 渐近的多跳网络中断概率
3.3 本章小结
第四章 最优中继位置的搜索方法
4.1 无限制环境下的最优中继位置
4.2 有障碍及不可用区域下的最优中继位置
4.2.1 目标函数
4.2.2 描述障碍物的约束函数
4.2.3 描述可行域的约束函数
4.3 分组优化
4.4 光通信中的最优中继定理
4.5 仿真数据
4.6 本章小结
第五章 利用光信道特性的单中继协作方案
5.1 自适应解码转发
5.2 改进的自适应解码转发
5.3 点对点通信的误帧率
5.4 ADF和IADF的误帧率
5.4.1 ADF的误帧率
5.4.2 IADF的误帧率
5.4.3 ADF和IADF的误帧率比较
5.5 时延分析
5.6 仿真数据
5.7 本章小结
第六章 采用分层合并器的备用多跳RF通信性能分析
6.1 备用多跳RF通信系统背景介绍
6.2 单跳分层合并器的渐近性能
6.2.1 系统及信道模型
6.2.2 渐近分析理论
6.2.3 SC-MRC合并器的性能
6.2.4 SC-EGC合并器的性能
6.2.5 EGC-MRC合并器的性能
6.2.6 非均分的分层合并器性能
6.2.7 各类合并器的性能比较
6.2.8 信道相关性的影响
6.3 采用分层合并器的多跳RF系统的渐近性能
6.3.1 备用多跳RF系统的渐近中断概率
6.3.2 备用多跳RF系统的渐近误符号率
6.4 仿真数据
6.4.1 单跳仿真
6.4.2 多跳仿真
6.5 本章小结
第七章 总结
7.1 完成的工作
7.2 主要创新点
7.3 研究展望
致谢
参考文献
附录A β(d)的单调性证明
附录B 分层合并器EGC-MRC的渐近矩母函数
作者简介
本文编号：3350675
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
专有名词的中英对照表
运算符号定义
第—章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.3 本文结构及主要工作
1.3.1 本文的主要工作
1.3.2 本文的组织结构
第二章 自由空间光通信系统建模
2.1 噪声模型
2.1.1 散弹噪声
2.1.2 热噪声和背景噪声
2.2 固定衰落
2.3 湍流导致的时变衰落
2.3.1 Lognormal衰落模型
2.3.2 Gamma-Gamma衰落模型
2.3.3 其他衰落模型
2.4 信噪比
2.5 本章小结
第三章 FSO系统中常见的调制方式及多跳网络性能
3.1 FSO系统中常见的调制方式
3.1.1 开关键控
3.1.2 脉位调制
3.1.3 副载波调制
3.2 解码-转发多跳FSO系统的性能
3.2.1 准确的多跳网络中断概率
3.2.2 渐近的多跳网络中断概率
3.3 本章小结
第四章 最优中继位置的搜索方法
4.1 无限制环境下的最优中继位置
4.2 有障碍及不可用区域下的最优中继位置
4.2.1 目标函数
4.2.2 描述障碍物的约束函数
4.2.3 描述可行域的约束函数
4.3 分组优化
4.4 光通信中的最优中继定理
4.5 仿真数据
4.6 本章小结
第五章 利用光信道特性的单中继协作方案
5.1 自适应解码转发
5.2 改进的自适应解码转发
5.3 点对点通信的误帧率
5.4 ADF和IADF的误帧率
5.4.1 ADF的误帧率
5.4.2 IADF的误帧率
5.4.3 ADF和IADF的误帧率比较
5.5 时延分析
5.6 仿真数据
5.7 本章小结
第六章 采用分层合并器的备用多跳RF通信性能分析
6.1 备用多跳RF通信系统背景介绍
6.2 单跳分层合并器的渐近性能
6.2.1 系统及信道模型
6.2.2 渐近分析理论
6.2.3 SC-MRC合并器的性能
6.2.4 SC-EGC合并器的性能
6.2.5 EGC-MRC合并器的性能
6.2.6 非均分的分层合并器性能
6.2.7 各类合并器的性能比较
6.2.8 信道相关性的影响
6.3 采用分层合并器的多跳RF系统的渐近性能
6.3.1 备用多跳RF系统的渐近中断概率
6.3.2 备用多跳RF系统的渐近误符号率
6.4 仿真数据
6.4.1 单跳仿真
6.4.2 多跳仿真
6.5 本章小结
第七章 总结
7.1 完成的工作
7.2 主要创新点
7.3 研究展望
致谢
参考文献
附录A β(d)的单调性证明
附录B 分层合并器EGC-MRC的渐近矩母函数
作者简介
本文编号：3350675
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3350675.html
