强湍流下多跳自由空间光通信的性能分析  

Performance Analysis of Multi-HopFree Space Optics over Strong Turbulence

作　　者：胡庆松[1] 黄玉划[1] 王俊波[2] 张净[3] 姜鹏[2] 苏芹[2] 宋晓宇 

机构地区：[1]南京航空航天大学计算机科学与技术学院,江苏南京210016 [2]南京航空航天大学电子信息工程学院,江苏南京210016 [3]江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212001 [4]广西混杂计算与集成电路设计分析重点实验室,广西南宁530006

出　　处：《光学学报》2013年第9期34-40,共7页Acta Optica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(61102068);教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(新教师类)(20113218120017);东南大学移动通信国家重点实验室开放研究基金(2012D14);中央高校基本科研业务费专项基金;南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(kfjj120133);广西八桂学者资助项目(6011410060101)

摘　　要：针对串行译码转发(DF)中继传输方式,研究多跳自由空间光通信(FSO)系统的性能。在研究自由光通信信道衰落模型中,主要考虑大气强湍流引起的衰落以及由未对准偏差和路径损耗共同作用引起的接收机光强度的抖动,并把它们建成一个统计模型。在给定天气状况和未对准条件的情形下,推导串行DF中继传输的多跳FSO的端到端中断概率,得到了端到端中断概率的闭合解析表达式。最终数值结果表明,串行DF多跳传输是一种提高FSO性能的十分有前景的技术。推导的解析表达式和仿真结果吻合得很好。The performance of multi-hop free space optics （FSO） is investigated using serial decode-and-forward （DF） relay transmission. While researching the optical channel fading model, a statistical model for the optical intensity fluctuation at the receiver due to the combined effects of strong turbulence-induced fading, misalignment error and pass loss is presented. For given weather and misalignment conditions, the end-to-end outage probability of serial DF multi-hop FSO is derived and a closed-form analytical expression is got. Numerical results show that the serial DF multi-hop transmission is a promising technology to increase the performance of FSO. The derived analytical expression shows excellent agreement with the simulation results.

关 键 词：光通信 自由空间光通信 多跳传输 大气湍流 指向误差 中断概率 

分 类 号：TN929.12[电子电信—通信与信息系统]