On the Performance of a Relay-Assisted Multi-Hop Asymmetric FSO/RF Communication System over Negative Exponential atmospheric turbulence with the effect of pointing error
本文提出了一种多用户多跳混合FSO / RF系统。该结构由两个主要部分组成。提出这种结构的主要动机是在长距离不可通过的链路或某些特定的大气条件下，射频连接变得容易中断的通信。虽然这些影响可以通过消耗更多的功率或增加处理复杂性来减轻，但是小用户移动电话不应该得到更多的复杂性或电源。FSO和RF链路相互补充的事实带来了一种新的解决方案;通过短距离RF链路放大接收到的信号并将其转发到长距离FSO链路的接入点可以解决上述问题。这个场景在拟议结构的第一部分完全实现。在第二部分，实现了一个多跳的混合并行FSO / RF链路连接源和目的基站。首次在多跳FSO / RF系统中考虑了多用户方案、每跳信号选择、放大和前向中继中信道状态信息的已知和未知以及指向误差对饱和大气湍流的影响。以封闭形式推导出所提出结构的误比特率（BER）和中断概率的新表达式，并通过MATLAB仿真进行验证。该结构同时具有FSO、RF、中继辅助和多用户系统的优点。结果表明，它对用户数和中继数的依赖性较低。因此，它适用于人口变化和长距离联系的地区。这种结构提供了独立的性能，而没有额外的功耗，处理延迟和复杂性。
2018-11-20 eess.SP
Mixed RF/FSO Relaying Systems with Hardware Impairments
在这项工作中，我们提供了一个双跳固定增益（FG）放大和转发中继系统，包括一个混合射频（RF）和自由空间光（FSO）信道的详细分析。我们介绍了一种损伤模型，这是软包络限幅器（SEL）。此外，我们提出了部分中继选择（PRS）协议与过时的信道状态信息（CSI）的基础上的RF信道的知识，以选择一个中继通信。此外，第一跳的RF信道经历瑞利衰落，而我们提出了一个统一的衰落模型的FSO信道，称为统一伽马伽马（GG），考虑到大气湍流，路径损耗和发射机和接收机孔径之间的不对准也称为指向误差。根据Meijer-G和Fox-H函数推导出中断概率（OP）、误码概率（BEP）和平均遍历容量（EC）的新的封闭形式。利用这些指标，我们还推导出渐近高信噪比（SNR），以获得工程洞察的硬件损伤和系统参数的影响。最后，使用Monte Carlo模拟，我们验证了数值推导的数学公式。
2019-01-16 eess.SP
Performance Comparison of two novel Relay-Assisted Hybrid FSO / RF Communication Systems
本文提出并比较了两种新型的多跳中继辅助混合自由空间光/射频（FSO / RF）通信系统。在这些结构中，RF和FSO链路在每一跳处是并行的并且同时发送数据。这是第一次在多跳混合FSO / RF结构中使用检测和转发协议。在第一种结构中，在每一跳，选择具有较高信噪比（SNR）的接收信号。但是在第二种结构中，在每一跳，接收的FSO和RF信号被分别检测和转发，并且仅在最后一跳进行选择。考虑负指数大气湍流中的FSO链路和瑞利衰落中的RF链路，首次推导了该结构的中断概率（Pout）和误比特率（BER）的封闭表达式。MATLAB仿真提供了验证导出的表达式。本文的主要目的是回答每一跳的选择和最后一跳的选择有多大的差别。结果表明，在每一跳选择的结构比在最后一跳选择的结构具有更好的性能。在不同的目标中断概率下，在最后一跳处的选择比在每一跳处的选择消耗大约两倍（~3dB）的功率。这两种结构都特别适合于长距离通信。然而，在每一跳的选择，在更复杂的成本，推荐的应用程序有问题，提供所需的通信功率。
2018-11-20 eess.SP
Partial Relay Selection For Hybrid RF/FSO Systems with Hardware Impairments
本文研究了由非对称射频/自由光空间链路组成的双跳中继系统的性能分析。RF信道遵循瑞利分布，并且光链路经受伽马-伽马衰落。我们还介绍了我们的模型损伤，我们建议部分中继选择（PRS）协议放大转发（AF）固定增益中继。采用具有RF的光通信的好处是增加系统传输速率，从而提高系统带宽。许多以前的研究尝试假设理想的硬件（源，继电器等）。没有损伤。事实上，这种假设对于低速率系统仍然有效。然而，对于高速率系统，为了获得一致的结果，这些硬件损伤不能再被忽略。考虑到理想和非理想的硬件情况下，我们的模型的中断概率和遍历容量的新的解析表达式。在此基础上，研究了弱、强大气湍流条件下，系统中断概率与系统容量的关系，以及过时的信道状态信息（CSI）与当前源-中继链路的相关性、中继数目、中继秩和平均光信噪比（SNR）对系统性能的影响。我们还证明，对于非理想的情况下，端到端的信号噪声加失真比（SNDR）有一定的上限高SNR范围。然而，对于理想情况，SNDR无限增长，并且由损伤引起的上限不再存在。最后给出了数值模拟结果。
2019-01-16 eess.SP
Ergodic Sum Rate Analysis of UAV-Based Relay Networks with Mixed RF-FSO Channels
基于无人机（UAV）的通信是一项很有前途的新技术，可以为当前的网络基础设施增加广泛的新功能。考虑到无人机的灵活性、成本效益和使用方便，它们可以被部署为临时基站（BS），用于BS过载或自然灾害等按需情况。在这项工作中，无人机为基础的通信系统与无线电频率（RF）接入链路的移动用户（MU）和自由空间光（FSO）回程链路的地面站（GS）被认为是。特别是，该网络中的RF和FSO信道取决于UAV的定位和（不）稳定性。UAV相对于MU的相对位置影响RF链路中的视线（LOS）连接的可能性，并且悬停UAV的不稳定性影响FSO信道的质量。因此，考虑到这些影响，我们分析了端到端的系统性能的网络采用无人机作为缓冲区辅助（BA）和非缓冲区辅助（非BA）中继的遍历和速率。仿真结果验证了所提出的解析推导的准确性，并揭示了缓冲补偿无人机的不稳定性所造成的随机波动的好处。我们的仿真结果还表明，各态历经和率BA和非BA无人机为基础的中继可以大大提高通过优化无人机的定位。我们进一步研究了MU密度和天气条件对端到端系统性能的影响。
2020-01-10 eess.SP
On the Placement and Sustainability of Drone FSO Backhaul Relays
本文研究高楼城区中无人机FSO回程中继的部署，通过优先选择阳光充足位置并安装太阳能板，以减少无人机充电往返次数，提升可持续性。
2025-10-10 cs.NI eess.SP
Temporal CSI Correlation in Mixed RF/FSO Cooperative Relaying Systems Under Joint Effects of HPA Nonlinearities and IQ Imbalance
本文分析了具有多个中继的RF/FSO混合系统的性能。为了选择最好的中继，我们采用部分中继选择与过时的CSI，其中我们调查的信道的时间相关性的影响。与绝大多数的工作，我们介绍了损害的继电器和目的地，我们比较传统的RF中继系统的性能。我们进一步推导出中断概率和遍历容量的表达式，以及解压缩工程见解系统的鲁棒性的界限。
2021-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Aggregate Hardware Impairments Over Mixed RF/FSO Relaying Systems With Outdated CSI
在本文中，我们提出了一个双跳RF（射频）/FSO（自由空间光）系统与多中继采用解码和转发（DF）和放大和转发（AF）与固定增益（FG）中继方案。RF信道服从瑞利分布，而光链路经历统一的衰落模型，该衰落模型包含遵循马拉加分布（或也称为$\mathcal{M}$分布）的大气湍流、大气路径损耗和指向误差。部分中继选择（PRS）与过时的信道状态信息（CSI）提出选择候选中继转发信号到目的地。在接收时，信号的检测可以在外差或强度调制和直接检测（IM/DD）之后实现。许多以前的尝试忽略了硬件损伤的影响，并假设理想的硬件。这种假设对于低数据速率系统是有意义的，但对于高数据速率系统将不再有效。在这项工作中，我们提出了一个通用模型的硬件损伤，以了解量化其对系统性能的影响。我们将证明，对于低信噪比（SNR），硬件损伤对系统性能的影响很小，但在高SNR值时可能具有破坏性。进一步推导了中断概率和遍历容量的解析表达式和上界，并通过数值积分方法得到了误符号概率。利用这些指标，我们还推导出高SNR渐近线，以获得有价值的洞察系统增益，如分集和编码增益。最后，分析和数值结果，并验证了蒙特卡罗模拟。
2019-01-16 eess.SP
Throughput Maximization of Mixed FSO/RF UAV-aided Mobile Relaying with a Buffer
在本文中，我们考虑一个无人机（UAV）辅助移动中继系统下的缓冲区约束。我们提出了一种新的中继协议，采用混合自由空间光/射频（FSO/RF）通信，即，在UAV中继节点处的缓冲器约束下，源-中继和中继-目的地链路分别利用FSO和RF链路。考虑RF和FSO链路传输速率不平衡的情况，以最大化端到端数据吞吐量为目标，研究了缓存受限的无人机中继节点的轨迹优化问题。特别地，我们根据延迟要求分类了两种中继传输方案，即，i）延迟受限传输和ii）延迟容忍传输。以最大化地面用户终端的吞吐量为目标，求解无人机的局部最优轨迹问题。因此，我们提出了一个迭代算法，有效地找到一个局部最优解的吞吐量最大化问题。通过该算法，我们提出了在大气条件下，缓冲区大小，和延迟要求的轨迹。此外，我们显示了最佳的缓冲区大小和吞吐量延迟权衡一个给定的系统。我们的数值结果验证，建议的缓冲区辅助移动中继方案实现65.55%的吞吐量增益相比，传统的静态中继方案。
2020-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Rayleigh and Double-Weibull over Impaired RF/FSO System with Outdated CSI
在这项工作中，我们提出了一个全球框架的双跳RF/FSO系统与多个继电器工作在放大和转发（AF）模式与固定增益。由于第一跳的信道是时变的，因此假设具有过时的信道状态信息（CSI）的部分中继选择（PRS）协议。第二跳的光辐照度服从双威布尔模型，而第一跳的RF信道经历瑞利衰落。通过外差或强度调制和直接检测（IM/DD）来实现信号接收。此外，我们引入了一个聚合模型的硬件损伤的源（S）和继电器，因为他们不是完美的节点。为了量化损伤对系统的影响，我们推导出封闭形式，近似，上限和高信噪比（SNR）渐近的中断概率（OP）和遍历容量（EC）。最后，分析和数值模拟结果是一致的，使用Monte Carlo模拟。
2019-01-16 eess.SP
Power Scaling Law for Optical IRSs and Comparison with Optical Relays
采用光中继和光学智能反射面可以降低自由空间光学系统的视距要求。与通常表现出二次功率缩放定律的射频（RF）IRS不同，从FSO IRS反射并在接收器透镜处收集的功率可以与IRS大小成二次或线性缩放，或者甚至可以在恒定值处饱和。我们分析了光IRS的功率标度律，并揭示了它对波长、发射器（Tx）到IRS和IRS到接收器（Rx）距离、束腰和透镜尺寸的依赖性。我们比较了光IRS在不同的功率缩放制度与光中继的中断概率，多样性和编码增益，和最佳位置。我们的研究结果表明，在较高的硬件复杂性为代价，中继辅助FSO链路产生更好的中断性能在高信噪比（SNR），但光IRS可以实现更高的性能在低信噪比。此外，虽然将中继与Tx和Rx等距放置是最佳的，但是IRS的最佳位置取决于它们操作的功率缩放机制。
2022-05-05 eess.SP
On The Joint Effects of HPA Nonlinearities and IQ Imbalance On Mixed RF/FSO Cooperative Systems
在这项工作中，我们提供了一个框架分析的双跳混合毫米波射频（RF）/自由空间光（FSO）MIMO中继系统。源端配置多天线，采用共轭波束形成，而目标端由多个孔径组成，采用选择合并。该系统还包括一个继电器放大和转发模式。RF信道受到Nakagami-m衰落的影响，而光链路经历Málaga分布。此外，我们还介绍了中继和接收机的损伤。实际上，中继器受到高功率放大器（HPA）非线性的损害，而接收器受到同相和正交不平衡的影响。此外，我们假设两种类型的HPA非线性损伤，称为软包络限制器（SEL）和行波管放大器（TWTA）。推导出中断概率、误码概率和遍历容量的封闭形式。利用这些性能，我们得出高SNR渐近线解包有见地的指标，如分集增益。我们还讨论了一些关键因素对系统性能的影响，如损伤，干扰，天线和孔径的数量和指向误差等，最后，通过Monte Carlo仿真的解析表达式进行了确认。
2021-08-27 eess.SP
New expression on the performance of a novel multi-hop relay-assisted hybrid FSO / RF communication system
本文提出了一种新型的多跳中继辅助混合FSO / RF系统。假设移动用户和源基站之间的直接RF连接是不可能的，因此中继器经由FSO链路将RF用户连接到源基站。源基站和目的基站通过多跳中继辅助的混合FSO / RF链路连接。研究了在中等到饱和大气湍流条件下的FSO链路。还假设RF链路具有瑞利衰落。首次推导了该系统的误比特率和中断概率的新的精确和渐近表达式。MATLAB仿真进行验证得到的分析结果。结果表明，所提出的结构对用户数的依赖性较低，因此，所提出的结构适用于在一天中遇到不同种群的小区，因为不同用户数的系统性能差别不大.此外，所提出的结构，在负指数大气湍流有小的依赖于中继的数量，但这种依赖性是有点多的伽玛-伽玛大气湍流。因此，所提出的结构增加了容量，同时保持了系统的性能。
2018-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Two-Way Relaying over $α$-$μ$ Fading Channels in Hybrid RF/FSO Wireless Networks
本文研究了具有备用RF链路的RF/FSO混合通信系统中双向中继的性能。上行链路RF信道用于将$K$用户的数据发送到双向中继$R$，而FSO链路主要用于在基站$S$和$R$之间交换数据。我们建议在中继$R$和节点$S$之间具有备用RF链路，以在某些条件下提高可靠性。所有的上行链路RF信道遵循瑞利衰落模型，而$α$-$μ$被用来建模备份RF和FSO链路。我们近似的广泛使用的伽玛-伽玛衰落模型，使用$α$-$μ$分布的基础上基于矩的估计技术，假设发射机和接收机天线之间的完美对准。这种近似在一定的大气湍流条件下表现出良好的一致性。然后，我们推导出精确的封闭形式的表达式中断和平均符号错误概率，并在高信噪比（SNR）的近似。我们证实了我们的分析表达式与广泛的蒙特卡罗模拟，并证明完全匹配。此外，我们分析了节点的数量，$K$节点之间的机会调度，和$α$-$μ$参数对混合RF/FSO和备份RF系统的整体性能的影响。我们的数值结果说明了一个可实现的编码增益时，增加$K$，但是，性能下降发生的中继应用选择，有利于在系统中的特定链路的统治。
2019-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
Performance analysis of hybrid FSO/RF communication systems with Alamouti Coding or Antenna Selection
提出了一种新型的中继辅助的双跳混合自由空间光/射频（FSO / RF）通信系统。在该系统中，RF信号从两个天线发射，然后通过FSO信道由单天线中继转发。这是第一次，在一个混合的FSO / RF系统的发射机使用Alamplitude编码（AC）或天线选择（AS）的性能进行了研究。FSO链路存在Gamma-Gamma大气湍流，为了更接近实际结果，还考虑了指向误差的影响。首次推导了该系统的误比特率和中断概率的封闭表达式，并通过MATLAB仿真进行了验证。结果表明，在这种结构中，AC和AS方案的性能略有差异。因此，由于AC的更复杂性、功耗和延迟，推荐使用AS。双跳混合FSO / RF系统显著提高了系统的性能和可靠性，特别适合于源和目的地之间无法直接进行RF通信的远程应用。考虑到这些优点，该结构特别适合于具有功率和处理限制的移动通信。
2018-11-20 eess.SP
Performance analysis of FSO using relays and spatial diversity under log-normal fading channel
研究了在源端采用中继和空间分集的自由空间光通信系统的性能。分析中还考虑了不同天气条件和几何损失引起的大气湍流和衰减的影响。给出了对数正态衰落信道下多跳多输入单输出（MISO）自由光通信系统中M进制正交幅度调制（M-QAM）技术的误比特率的精确解析表达式。此外，多跳MISO和多跳单输入单输出（SISO）FSO系统的链路性能进行了比较，不同的系统使用开关键控（OOK），重复码（RC）和M进制脉冲幅度调制（M-PAM）技术。一个显着的性能增强的BER分析和SNR增益方面的多跳MISO和多跳SISO FSO系统与M-QAM比其他现有的系统具有不同的调制方案。此外，Monte-Carlo模拟被用来验证所推导的分析结果的准确性和一致性。仿真结果表明，在相同频谱效率的情况下，采用中继和空间分集的M-QAM调制多跳MISO和多跳SISO FSO系统的性能优于其他系统。
2018-03-31 cs.IT eess.SP math.IT
Interference-Limited Mixed MUD-RF/FSO Two-Way Cooperative Networks over Double Generalized Gamma Turbulence Channels
本文研究了多用户射频/自由空间光（RF/FSO）双向式的【形】中继网络在干扰情况下的性能。FSO链路考虑了指向误差和两种类型的检测技术，即强度调制/直接检测以及相干解调，其被建模为双广义伽马（D-GG）湍流通道。另一方面，假设RF链路上的多个用户经历Nakagami-m衰落。利用Nakagami-m分布对多个共信道干扰器（CCI）在中继节点处破坏信号进行建模。具体地说，推导出整个系统的中断概率（OP）的精确封闭形式的表达式。此外，所考虑的系统的可达和速率（ASR）的封闭形式的表达。为了简化结果，OP和ASR的渐近近似导出的初等函数。文中给出的结果通过Monte-Carlo模拟进行了验证。
2019-05-08 eess.SP
Tractable Approach to MmWaves Cellular Analysis with FSO Backhauling under Feedback Delay and Hardware Limitations
在这项工作中，我们研究了毫米波（mmWaves）蜂窝系统与自由空间光（FSO）回程的性能。MmWave信道受到Nakagami-m衰落的影响，而光链路经历双广义Gamma，包括大气湍流、路径损耗和发射机与接收机孔径之间的不对准（也称为指向误差）。FSO模型还考虑了接收器检测技术，该技术可以是外差或强度调制和直接检测（IM/DD）。每个用户设备（UE）必须基于接收信号强度（RSS）或信道状态信息（CSI）与一个服务基站（BS）相关联。我们假设具有基于毫米波信道的CSI的部分中继选择（PRS）以选择与最高接收的CSI相关联的BS。每个服务BS对接收到的信号进行解码以进行去噪，将其转换为调制的FSO信号，然后将其转发到数据中心。因此，每个BS可以被视为解码转发（DF）中继。在实践中，中继硬件遭受非线性高功率放大（HPA）损伤，大大降低了系统的性能。在这项工作中，我们将讨论三种常见的HPA损伤的影响，分别命名为软包络限制器（SEL），行波管放大器（TWTA），和固态功率放大器（SSPA）。新的封闭形式和紧的中断概率，错误的概率，和可达速率的上界推导。利用这些性能，我们推导出高SNR渐近线，以获得工程洞察系统增益，如分集阶数。
2019-05-23 eess.SP
Performance analysis of a novel hybrid FSO / RF communication system
提出了一种新型的中继辅助的双跳混合自由空间光/射频（FSO / RF）通信系统。在这种结构中，接入点通过混合并行FSO / RF链路将建筑物内的用户连接到基站，这种链路是首次提出的。FSO和RF链路的并行组合以及接入点的使用将增加系统的容量、可靠性和数据速率。首次研究了中继辅助的双跳混合并行FSO / RF系统中用户数对系统性能的影响。FSO链路考虑了Gamma-Gamma大气湍流和指向误差的影响，RF链路考虑了瑞利衰落。首次推导出了该系统的误比特率（BER）和中断概率（P_out）的解析表达式。导出的表达式通过MATLAB仿真验证。结果表明，该系统的性能几乎与大气湍流强度无关，因此当大气湍流强度增强时，需要低功耗来维持系统性能。因此，所提出的结构特别适合于其中小型移动电池提供发射机功率的移动通信系统。此外，即使在低信噪比（SNR）下，所提出的系统的系统性能也是优选的。因此，所提出的结构在保持系统性能的同时显著降低了功耗。
2018-11-20 eess.SP
A novel hybrid FSO / RF communication system with receive diversity
在移动通信系统中，由于移动终端自身的局限性，如低功耗、体积小等，大部分的处理都需要在基站完成。在基站处使用多接收结构确实有助于通过组合不同的接收信号来更好地恢复原始信号。本文首次将接收分集技术应用于单跳自由空间光/射频（FSO / RF）混合通信系统。首次在饱和大气湍流条件下对单跳FSO / RF混合系统进行了研究。首次推导出了该系统中断概率的闭合表达式，并通过MATLAB仿真进行了验证。结果表明，所提出的结构的性能相比，普通的FSO和RF系统的接收分集有显着的改善。因此，可以得出结论，尽管所提出的结构需要复杂的接收机，但是增加这种复杂性可以显著降低系统的性能维护所需的处理或功耗。
2018-11-20 eess.SP
Optical IRSs: Power Scaling Law, Optimal Deployment, and Comparison with Relays
采用光中继或光学智能反射面可以降低自由空间光学系统的视距要求。在本文中，我们证明了从FSO IRS反射并在接收器（Rx）镜头处收集的功率可以与IRS尺寸成二次或线性比例，或者可能在恒定值处饱和。我们分析了光IRS的功率标度律，并揭示了其对波长、发射机（Tx）到IRS和IRS到Rx距离、束腰和Rx透镜尺寸的依赖性。我们还考虑了线性，二次，和聚焦相移分布在不同的IRS大小的Rx镜头上收集的功率在整个IRS的影响。我们的研究结果表明，令人惊讶的是，接收到的功率为不同的相移配置文件是相同的，除非IRS在饱和制度。此外，采用聚焦（线性）相移分布的IRS需要最大（最小）尺寸才能达到饱和状态。我们还比较了光IRS在不同的功率缩放制度与光中继的中断概率，多样性和编码增益，和最佳布局。我们的研究结果表明，在较高的硬件复杂性为代价，中继辅助FSO链路产生更好的中断性能在高信噪比（SNR），但光IRS可以实现更高的性能在低信噪比。此外，虽然将中继器与Tx和Rx等距放置是最佳的，但是光学IRS的最佳位置取决于它们操作的相移分布和功率缩放机制。
2023-03-17 eess.SP
High-Speed Trains Access Connectivity Through RIS-Assisted FSO Communications
自由空间光（FSO）是为高速列车（HST）提供宽带互联网接入的一种很有前途的解决方案。此外，可重构智能表面（RIS）被认为是提高光无线通信系统性能的硬件技术。在本文中，我们提出了一个RIS辅助的FSO系统提供接入连接的高温超导体，作为现有的直接和中继辅助FSO接入设置的升级。我们的动机主要是基于充分证明的结果表明，一个RIS辅助的光无线系统，具有足够大的RIS元素的数量，优于继电器辅助的一个由于其可编程的结构。我们首先计算所考虑的RIS辅助FSO信道在弱衰落和中强衰落条件下的统计表达式。然后，网络的平均信噪比和中断概率制定的基础上假设的衰落条件，并为两个固定和动态面向RIS覆盖的情况。我们的研究结果表明，拟议的接入网络提供高达约44%的高数据率和240%的覆盖范围更广的每个FSO基站（FSO-BS）相比，中继辅助的。平均而言，覆盖区域的增加减少了给定距离所需的FSO-BS数量的67%，与替代设置相比，这导致更少的切换过程。最后，通过Monte-Carlo模拟验证了结果。
2021-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
On Secrecy Performance of Mixed α-η-μ and Malaga RF-FSO Variable Gain Relaying Channel
随着第五代（5G）网络标准化的完成，研究人员已经开始设想以人为中心的第六代（6 G）网络。因此，与5G网络类似，除了高数据率之外，提供保密性和隐私性将成为无线研究界关注的中心。为了支持超越5G（B5 G）和6 G的愿景，在本文中，我们提出了一个安全的射频（RF）-自由空间光（FSO）混合框架下的窃听者在RF跳的尝试。我们假设的RF链路进行α-eta-μ衰落，而FSO链路表现出一个统一的马拉加湍流模型与指向误差。的保密性能进行评估，推导出三个保密度量，即平均保密容量，安全中断概率，和概率的非零保密容量的单变量和双变量Meijer的G和福克斯的H函数的表达式。我们进一步利用这些表达式来演示衰落，大气湍流和指向误差的影响，并显示两种检测技术（即外差检测（HD）和强度调制与直接检测（IM/DD））之间的比较，清楚地揭示了更好的保密性可以实现与HD技术相对于IM/DD方法。在RF和FSO跳广义衰落模型的列入提供了统一的几个经典的情况下，作为特殊情况，从而表现出更通用的性质相对于现有的文献。最后，通过Monte-Carlo模拟证实了所有的分析结果。
2021-05-26 cs.IT eess.SP math.IT
On Secure Uplink Transmission in Hybrid RF-FSO Cooperative Satellite-Aerial-Terrestrial Networks
研究了射频-自由空间光混合协作卫星-空中-地面网络（SATN）上行链路传输的保密中断性能。具体地，在所考虑的协作SATN中，地面源（S）通过具有最流行的内容缓存方案的缓存使能空中中继（R）终端的帮助将其信息发送到卫星接收机（D），而一组窃听空中终端（Eves）试图偷听所发送的机密信息。此外，RF和FSO传输分别在S-R和R-D链路上采用。考虑R、D和Eves的随机性，采用随机几何框架，研究了SATN中协作上行链路传输的保密中断性能，推导出端到端保密中断概率的解析表达式.最后，Monte-Carlo模拟显示，以验证我们的分析的准确性。
2022-10-12 eess.SP
Statistical Channel Modeling for Long-Range Ground-to-Air FSO Links
为了为5G及更高级别的无线网络提供高数据速率的空中链路，最近有人提出将自由空间光通信（FSO）和空中平台集成为一种实用的解决方案。为了充分利用空基自由空间光通信系统的优势，在接收端为平面波光束分布的假设下，推导了远程地空自由空间光通信链路的信道解析模型。特别地，该模型包括发射器发散角、接收器的随机摆动、由于光束漂移而引起的抖动、衰减损耗和大气湍流的组合效应。此外，所考虑的链路的中断概率的封闭形式的表达式推导出这使得它可以评估这样的系统的性能。数值结果证实了所提出的解析表达式的准确性，并证明了所提出的信道模型在远程空中FSO链路中的优越性。
2021-01-02 eess.SP
Mixed Dual-Hop IRS-Assisted FSO-RF Communication System with H-ARQ Protocols
智能反射面（IRS）是第五代（5G）及以后无线通信系统的新兴关键技术，可提供更强大、更可靠的通信链路。在本文中，我们提出了一个混合的双跳自由空间光（FSO）射频（RF）通信系统，通过解码转发（DF）中继采用混合自动重传请求（HARQ）协议的两个跳为最终用户提供服务。新的封闭形式的表达的概率密度函数（PDF）和累积密度函数（CDF）的等效端到端的信噪比（SNR）计算所考虑的系统。利用得到的统计函数，我们推导出中断概率（OP）和数据包出错率（PER）的建议系统考虑广义检测技术的源到中继（S-R）链路与H-ARQ协议和IRS具有相位误差。我们获得有用的见解系统的性能，通过渐近分析，这有助于计算的多样性增益。推导的分析结果进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2021-08-20 cs.NI eess.SP
Delay Dispersion in IRS-assisted FSO Links
本文针对IRS辅助FSO链路，建模IRS引起的延迟色散并推导信道冲激响应，仿真显示1平方米IRS产生0.7纳秒延迟扩展，可通过接收端均衡缓解。
2024-03-14 eess.SP
Atmospheric Turbulence-Immune Free Space Optical Communication System based on Discrete-Time Analog Transmission
提出一种基于离散时间模拟传输的自由空间光通信方案，通过联合信源信道编码直接映射信号，无需调整调制编码即可自动适应信道变化，有效克服大气湍流影响，显著提升了系统接收机灵敏度和图像传输保真度。
2024-09-18 eess.SP
Hybrid FSO/THz-based Backhaul Network for mmWave Terrestrial Communication
在这项工作中，一个混合的自由空间光学（FSO）/太赫兹（THz）的回程网络被认为是提供高数据速率的可靠通信的地面移动用户（MU）工作在毫米波（毫米波）波段。FSO链路受到大气湍流和指向误差损伤的影响，这两种损伤分别具有Gamma-Gamma和Rayleigh衰落的特征。在FSO接收机中，考虑了强度调制直接探测和外差探测技术。多天线THz链路同时存在高路径损耗和失调误差。太赫兹信道具有$α-μ$分布特性，失调误差具有瑞利衰落特性。为了减小来回切换的影响，在接入点（AP）引入软交换方法来选择通过FSO/THz混合链路的信号，并与硬切换方法进行了比较。选择性解码和转发中继被认为是在AP转发成功解码的回程信号到地面MUs. In这种情况下，我们得出封闭形式的表达式的个别链路的中断概率，端到端（E2 E）中断概率，渐近中断概率，遍历容量，和平均误码率的各种调制方案。最后，我们研究了不同的参数，如大气湍流，指向/失准误差，链路距离，大气衰减/路径损耗，太赫兹和接入链路的衰落参数，以及天线数量对网络性能的影响。我们的研究结果表明，通过适当的切换方法，FSO/THz链路的联合实现，提高了回程链路的速率/可靠性，具有有限的切换开销。
2022-11-11 eess.SP
Alignment Performance of FSOC in Stratosphere and to the Ground Station
机载平台，如无人机，气球和浮空器，最近在通信领域获得了相当大的兴趣。自由空间光通信（FSOC）系统可以使用紧凑且重量轻的光学终端以高数据速率（高于1Gbps）无线地传送信息。因此，机载FSOC系统已经成为最近的兴趣和活动主题，包括Google Loon和Facebook Aquila等新兴项目。FSOC系统的主要技术挑战之一是由于波束宽度窄和机载平台的运动，对指向，捕获和跟踪（PAT）能力的严格要求，以确保发射机和接收机之间的可靠传输。通过识别和验证处理这个问题的改进技术，我们开发了简单的模型，螺旋桨和风引起的振动，并研究了这些振动对FSOC系统在平流层中运行的性能的影响。
2022-02-15 eess.SP
Integrating LEO Satellites and Multi-UAV Reinforcement Learning for Hybrid FSO/RF Non-Terrestrial Networks
Korea University（高丽大学）；University of Oulu（奥卢大学）；Deakin University（迪肯大学）
低空地球轨道（LEO）卫星（SAT）和新兴的无人机（UAV）组成的巨型星座是超越第五代（5G）系统的高速和长距离通信的有前途的推动者。在这篇文章中，我们将SAT和无人机集成在一个非地面网络（NTN）中，研究了通过SAT和无人机中继使用毫米波（mmWave）射频（RF）或自由空间光（FSO）链路在两个遥远的地面终端之间转发数据包的问题。为了最大限度地提高通信效率，与轨道卫星和无人机的运动轨迹的实时关联应该优化与合适的FSO/RF链路，这是具有挑战性的，由于时变的网络拓扑结构和大量的可能的控制动作。为了克服这个困难，我们将这个问题提升到多智能体深度强化学习（MARL），并采用了一种新的动作降维技术。仿真结果证实，我们提出的SAT-UAV集成方案实现了1.99倍更高的端到端的总吞吐量相比，基准计划与固定的地面中继。在提高吞吐量的同时，我们提出的方案还旨在减少无人机控制能量，产生比仅最大化吞吐量的基线方法高2.25倍的能量效率。最后，由于使用混合FSO/RF链路，所提出的方案实现了高达62.56倍的峰值吞吐量和21.09倍的最坏情况吞吐量，比使用RF或FSO链路的情况高，突出了在超5G NTN中共同设计SAT-UAV关联，UAV轨迹和混合FSO/RF链路的重要性。
2020-10-20 cs.LG cs.NI eess.SP
OAM Mode Selection and Space-Time Coding for Turbulence Mitigation in FSO Communication
利用轨道角动量（OAM）模式的自由空间光通信（FSO）最近受到了相当大的关注。通过自由空间传播OAM模式可能会受到大气湍流（AT）失真的影响，这会导致OAM模式之间的模式间串扰和功率差异。在这篇文章中，我们感兴趣的是2 × 2多输入多输出（MIMO）FSO相干通信系统使用OAM。我们提出了一个OAM模式的选择标准，以尽量减少AT的影响。为了进一步提高所获得的性能，我们提出了一个空时（ST）编码方案在发射机。通过对错误概率的数值模拟，我们表明，对于弱AT，AT的惩罚被完全吸收，并且在强AT机制中获得了相当大的编码增益。
2019-07-09 eess.SP
Phase-Shift Design and Channel Modeling for Focused Beams in IRS-Assisted FSO Systems
作为下一代移动或低轨道卫星通信回程的潜在解决方案，对自由空间光学（FSO）的兴趣正在迅速增长。在FSO系统中采用智能反射面（IRS）的技术有多种，如反常反射、功率放大和分束等。可以通过在接收器（Rx）透镜处准直或聚焦反射光束来向接收器（Rx）递送更多功率。在这项研究中，我们提出了一个相移设计的IRS光束聚焦。此外，我们提出了一个新的指向误差模型和中断性能分析适用于当波束宽度是可比或小于Rx的孔径大小。蒙特卡罗模拟验证了分析结果。本研究为未来的研究提供了必要的初步结果，假设在FSO系统的聚焦光束。
2022-04-20 eess.SP
Unified Performance Analysis of Hybrid FSO/RF System with Diversity Combining
混合自由空间光（FSO）/射频（RF）系统已被证明是高数据速率无线回程的可靠链路。在本文中，我们提出了一个统一的性能分析的混合FSO/RF传输系统，传输相同的数据在两个链接，并实现两种流行的分集合并方案，即选择合并（SC）和最大比合并（MRC），在接收机。特别地，对于FSO链路，我们考虑了在外差检测（HD）和强度调制/测向（IM/DD）下存在指向误差的Gamma-Gamma湍流，而对于RF链路，我们采用统一了流行的RF衰落模型的一般\k{appa} -μ阴影衰落模型进行分析。最后，给出了不同调制方式下中断概率和平均误比特率的统一表达式。分析和蒙特卡罗仿真结果提供的混合FSO/RF链路的性能进行了比较，单一的FSO链路和单一的RF链路。分析和仿真结果之间的协议确认各种FSO信道和RF衰落的情况下，统一成一个单一的封闭形式的表达。
2020-04-04 eess.SP
Resource Allocation via Model-Free Deep Learning in Free Space Optical Communications
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Intel Corporation（英特尔公司）
本文研究了在自由空间光通信系统中为减轻信道衰落效应而进行的资源分配问题。资源分配问题被建模为约束随机优化框架，它涵盖了各种FSO场景，包括功率自适应，中继选择和它们的联合分配。在此框架下，我们提出了两个算法，解决FSO资源分配问题。我们首先提出了随机对偶梯度（SDG）算法，该算法通过利用强对偶性来精确地解决问题，但其实现必然需要明确和准确的系统模型。作为替代方案，我们提出了基于SDG算法的原始-对偶深度学习（PDDL）算法，该算法使用深度神经网络（DNN）参数化资源分配策略，并通过原始-对偶方法优化后者。由于DNN的强大代表性，参数化资源分配问题只会导致很小的最优性损失，而且可以在不知道系统模型的情况下实现。一组广泛的数值实验，以证实所提出的算法在FSO资源分配问题。我们证明了其优越的性能和计算效率相比，在连续功率分配和二进制中继选择设置的基线方法。
2021-04-17 cs.LG eess.SP
Channel Modeling for IRS-Assisted FSO Systems
提出了一种智能反射面辅助自由空间光学系统的信道解析模型。与IRS辅助的射频系统不同，在IRS辅助的射频系统中，通常假设平面波入射在IRS上，在FSO系统中，入射波是高斯波束，其在IRS上具有不均匀的功率分布。考虑到这一特性，我们开发了一个解析的端到端的信道模型的基础上的惠更斯-菲涅耳原理的红外辅助FSO系统。我们的分析模型揭示了IRS的大小、位置、方向和相移配置对端到端通道的影响。此外，我们表明，根据远场近似下的几何光学得到的结果是有效的，只有一个特定的范围内的IRS接收器透镜的距离取决于IRS的大小，入射光束的宽度，和波长。仿真结果验证了从IRS反射的FSO光束的建议的分析结果的准确性，并比较误比特率性能的建议的分析信道模型与几何光学下的远场近似。
2020-10-01 eess.SP
Analytical Statistics of Vortex Beams in a Turbulent Channel for OAM-Multiplexed FSO Communications
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室）；Science and Technology on Space Physics Laboratory（空间物理科学与技术实验室）；Xiong’an Aerospace Information Research Institute（雄安航天信息研究院）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学光学与光子学院）
该研究针对OAM复用FSO通信，推导了湍流通道中涡旋光束的接收面辐照度、解复用端口功率等统计特性，评估了SER，发现小接收孔径下复用性能对模态间距更敏感。
2026-09-07 eess.SP
A deep learning based solution for imperfect CSI problem in correlated FSO communication channel
由于信道估计误差而导致的接收机处的不完善的信道状态信息（CSI）是实现最佳检测的主要问题之一。本文提出了一种基于深度学习的结构来解决这个问题。为了显示使用深度学习的效果，在具有写/错误CSI的相关和不相关对数正态信道上模拟了简单的自由空间光（FSO）通信系统的符号错误率。本文的新颖性和贡献是首次在FSO通信的机器学习中完成的，包括考虑深度学习，考虑对数正态信道，考虑相关信道，考虑不完美CSI。将所提出的基于深度学习的结构与最大似然检测器进行比较，结果表明，在完美CSI中，两者的性能相同（因为最大似然是最佳的），但在不完美CSI中，所提出的基于深度学习的结构在具有不相关或期望相关长度的信道中优于最大似然。
2019-09-12 eess.SP
Multiple RIS-Assisted Mixed FSO-RF Transmission Over Generalized Fading Channels
针对混合FSO-RF多跳系统，研究采用多个单元件RIS及DF/FG中继，在dGG、阴影、湍流与指向误差模型下推导SNR统计、中断和BER性能，并通过仿真验证。
2023-07-16 cs.IT eess.SP math.IT
On the Intercept Probability and Secure Outage Analysis of Mixed ($α$-$κ$-$μ$)-shadowed and Málaga Turbulent Model
本文研究了由源、中继、目的和窃听者组成的双跳RF-FSO DF中继网络的保密性能。我们假设窃听者位于目的地附近，并偷听中继器发送的光信号。RF和FSO链路经历（$α$ - $κ$ - $μ$）阴影衰落和具有指向误差的统一马拉加湍流。通过推导安全中断概率（SOP）、严格正保密容量（SPSC）和截获概率（IP）的解析表达式，研究了混合系统的保密性能。此外，我们也推导出渐近SOP，SPSC，和IP后，利用Meijer的G函数展开的FSO链路的电SNR趋于无穷大。最后，Monte-Carlo模拟证实了解析表达式。我们的结果表明，衰落，阴影，检测技术（即，外差检测（HD）和强度调制和直接检测（IM/DD））、大气湍流和指向误差显著地影响保密性能。此外，更好的性能，获得利用HD技术在目的地相对于IM/DD技术。
2021-09-11 cs.IT eess.SP math.IT
Backhaul-aware Drone Base Station Placement and Resource Management for FSO-based Drone-assisted Mobile Networks
在无人机辅助的移动网络中，无人机安装的基站（DBS）响应性和灵活性地部署在任何感兴趣的地方（POI），例如零星的热点和受灾地区，其中现有的移动网络基础设施无法提供无线覆盖。在本文中，DBS是一种空中基站，用于中继附近的宏基站（MBS）和用户之间的业务。此外，自由空间光学（FSO）被应用作为回程解决方案，以显著增加MBS和DBS之间的回程链路的容量。大多数现有的DBS放置解决方案假设基于FSO的回程链路提供足够的链路容量，这可能不是真的，特别是当DBS远离MBS放置时（例如，> 10公里）或在恶劣的天气条件下。在本文中，我们制定了一个问题，以联合优化带宽分配和DBS的位置，考虑基于FSO的回程链路容量约束。设计了一种回程带宽全位置和DBS布局算法（BROAD），并通过大量的仿真验证了算法的性能。
2022-11-28 cs.NI eess.SP
Mixing RIS-Assisted Sources with FSO Link
这封信提出并评估了可重构智能表面（RIS）辅助源多用户混合射频（RF）/自由空间光（FSO）中继网络与机会用户调度的性能。封闭形式的解析近似推导出中断概率和平均符号错误概率（ASEP）假设瑞利和伽马-伽马衰落模型的RF和FSO信道，分别。此外，为了更深入地了解系统的行为，系统在高信噪比（SNR）制度，从而推导和分析的分集阶数和编码增益进行了研究。结果表明，系统性能受最差跳数的影响，分集阶数为Gd = min（KN，alpha，beta，zeta^2），其中K为RF用户数，N为每个用户的反射单元数，alpha和beta为FSO链路的大气湍流参数，zeta^2为FSO链路对准质量的度量。此外，研究结果表明，对于相同的分集阶数，N比K通过编码增益Gc对系统性能的影响更大。
2020-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Modeling and Design of IRS-Assisted Multi-Link FSO Systems
在本文中，我们研究的建模和设计的智能反射面（IRS）辅助的光学通信系统，部署放宽视线（LOS）的要求，在多链路自由空间光学（FSO）系统。入射到光学IRS上的FSO激光束具有高斯功率强度分布和非线性相位分布，而射频（RF）系统中的平面波具有均匀的功率强度分布和线性相位分布。鉴于这些实质性的差异，IRS辅助RF系统的可用结果不适用于IRS辅助FSO系统。因此，我们开发了一个新的分析信道模型的基础上的惠更斯-菲涅耳原理的点到点红外辅助FSO系统。我们的分析模型捕捉IRS的大小，位置和方向的影响，以及它的相移轮廓上的端到端的通道。为了允许多个FSO链路共享光IRS，我们提出了三种不同的协议，即时分（TD），IRS划分（IRSD）和IRS均匀化（IRSH）协议。所提出的协议解决了FSO系统的具体特征，包括激光束的不均匀性和可能的失准。此外，为了比较建议的IRS共享协议，我们分析了误比特率（BER）和中断概率的IRS辅助多链路FSO系统中存在的链路间干扰。我们的仿真结果验证了所提出的分析信道模型的准确性，红外辅助FSO系统，并确认该模型适用于大和中等的红外接收器镜头的距离。此外，在不存在未对准误差的情况下，IRSD协议优于其他协议，而在存在未对准误差的情况下，IRSH协议的性能明显优于IRSD协议。
2021-10-18 eess.SP
Multihop RIS-Assisted FSO-RF System Over Double Generalized Gamma Fading
可重构智能表面（RIS）是一种很有前途的技术，以避免信号阻塞，通过创建虚拟的视线（LOS）连接的自由空间光学（FSO）和射频（RF）无线系统。本文考虑了一种混合的FSO-RF系统，通过在两条链路中使用多个RI进行多跳传输来扩展通信范围。我们开发的概率密度函数（PDF）和累积密度函数（CDF）的信号噪声比（SNR）的级联信道，考虑双广义伽马（dGG）湍流与指向错误的FSO链路和dGG分布模型的信号衰落的RF。我们推导出精确的封闭式表达式的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量使用解码和转发（DF）中继的混合系统。我们还提出了渐近分析的性能在高信噪比政权描绘的影响，信道参数的多样性秩序的系统。我们使用计算机模拟来演示系统和信道参数对RI辅助多跳传输的影响。
2021-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Angle-of-Arrival Estimation of Narrow Gaussian Beams for Mobile FSO Platforms
本文针对移动自由空间光通信中窄高斯波束到达角跟踪问题，提出一种同时利用焦平面激光光斑位置和能量信息的接收器，推导Cramer-Rao界证明该方法显著提升了窄高斯波束的估计性能。
2023-07-29 eess.SP
On the Performance of Dual-Hop Systems over Mixed FSO/mmWave Fading Channels
自由空间光（FSO）链路被认为是填补毫米波（mmWave）接入网络和基于光纤的中央网络之间的回程/前传连接性间隙的具有成本效益的方式。在本文中，我们研究了端到端的性能的双跳混合FSO/毫米波系统，以解决这种组合使用。FSO链路被建模为使用外差检测和间接调制/直接检测与指向误差损伤的Gamma-Gamma衰落信道，而毫米波链路经历波动的双射线衰落。在同时考虑放大转发和解码转发中继的假设下，推导出了基于双变量Fox $H$函数的中断概率、平均误比特率、遍历容量和有效容量的新的闭式表达式。此外，我们讨论了分集增益，并提供其他重要的工程见解的基础上的中断概率和平均BER的高信噪比分析。最后，我们所有的分析结果进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2020-04-12 cs.IT eess.SP math.IT
OFDM with Index Modulation in Orbital Angular Momentum Multiplexed Free Space Optical Links
利用轨道角动量（OAM）模式进行通信是近年来自由空间光通信领域的研究热点。通过自由空间传播OAM模式可能会受到大气湍流（AT）失真的影响，这会导致信号衰减和串扰，从而降低系统容量并增加错误概率。在本文中，我们提出了提高OAM FSO通信的误比特率和频谱效率，为不同级别的AT制度。通过在OAM FSO系统中引入正交频分复用（OFDM）和指数调制技术，可以获得性能增益。
2021-03-05 eess.SP
Hybrid FSO and RF Lunar Wireless Power Transfer
本研究提出一种混合FSO与RF的多跳月球无线功率传输方案，通过STK HPOP模拟真实地月环境，分析完美对准与失准衰落下的功率收集，结果表明最小距离下可获331.94 kW，但失准会降低性能。
2025-03-26 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface-assisted Free-space Optical Communications
自由空间光（FSO）系统能够提供5G和6G通信网络的无线前向和回程等应用所需的高数据速率、安全且具有成本效益的通信链路。尽管在过去的几十年里，FSO系统取得了长足的进步，但发射机和接收机之间的视线连接要求仍然是其部署的关键限制因素。在本文中，我们讨论了智能反射表面（IRSs）作为一种解决方案，以放松这一要求的潜在作用。我们提出了现有的光学IRS技术的概述，比较光IRS与射频IRS和光中继，并确定各种开放的问题，为未来的研究IRS辅助FSO通信。
2021-05-13 cs.ET eess.SP
Performance of UAV assisted Multiuser Terrestrial-Satellite Communication System over Mixed FSO/RF Channels
分析了多天线多用户无人机辅助地面-卫星通信系统在自由空间光（FSO）/射频（RF）混合信道上的性能。卫星到无人机的下行传输通过FSO链路完成，FSO链路服从带指向误差损伤的Gamma-Gamma分布。在FSO接收机中，考虑了外差探测和强度调制直接探测技术。为了利用天线分集，在UAV处考虑多个发射天线。在UAV处假设选择性解码和转发方案，并且在考虑用户选择和传输阶段期间过时的信道状态信息（CSI）的实际约束的同时执行机会性用户调度。RF链路被假定为遵循Nakagami-m分布，由于其多功能的性质。在这种情况下，性能分析，中断概率的解析表达式，渐近中断概率，遍历容量，有效容量，和广义平均符号错误率表达式的各种正交幅度调制（QAM）方案，如六边形QAM，交叉QAM，矩形QAM。各种调制方案的比较。进一步分析了指向误差、天线数、时延约束、衰落严重程度和不完美CSI对系统性能的影响。最后，通过Monte-Carlo模拟验证了所有的分析结果。
2021-09-13 eess.SP
Optimal Relay Location in Diffusion Based Molecular Communications
扩散分子通信（MCvD）是一种很有前途的范例，它使纳米机器能够相互通信。然而，现有系统的可靠性随着发射机和接收机之间的距离的增长而迅速降低。为了解决这个问题，中继方案必须在实践中实施。在本文中，我们研究了两种中继方案：在第一种情况下，中继节点解码传入的信号符号，并将其转发到接收器使用不同类型的分子。然后，接收器通过仅考虑来自中继节点的分子来检测信息比特。在第二种情况下，接收器考虑从发射器和中继节点发送的分子的类型。对于这两种情况，获得了中继节点的最佳位置。我们假设四重浓度漂移键控（QCSK）调制，其中信号被编码成由纳米机器发射的分子的四个水平浓度。我们的仿真结果表明，增加一个中继的性能提高了10 dB和15 dB的第一和第二方案，分别。
2018-04-02 eess.SP
Maximum Spectral Efficiency of Adaptive Coherent Terrestrial FSO Links
Shiv Nadar Institution of Eminence（希夫纳达尔卓越学院）；Indian Institute of Technology, Delhi（德里印度理工学院）
本文提出了一种新的闭合形式表达式，用于计算在伽马-伽马湍流信道中具有指向误差的相干FSO通信系统的平均频谱效率极限，并分析了湍流和指向误差对系统性能的影响。
2026-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Multibeam Free Space Optics Receiver Enabled by a Programmable Photonic Mesh
自由空间光学（FSO）是满足下一代网络对无线带宽不断增长的需求的一项有吸引力的技术。为了提高FSO链路的频谱效率，可以利用空分复用（SDM）上的传输，其中正交光束必须根据合适的幅度、相位和偏振分布来成形。在这项工作中，我们表明，一个可编程的光子电路，可调谐马赫-曾德尔干涉仪（MZIs）的硅光子网格组成，可以用作自适应多波束接收器的FSO通信链路。该电路可以自配置为同时接收和分离共享相同波长和偏振的正交FSO光束所携带的信号，相互串扰可以忽略不计。该特征在从正交方向（方向分集）到达接收器或根据不同正交空间模式（模式分集）成形的信号对上被证明，即使在传播期间存在一些混合的情况下。作为自适应多波束接收器的可编程网格的性能通过10 Gbit/s的波长为1550 nm的数据信道传输来评估，但是接收器的光学带宽（>40 nm）允许其以高得多的数据速率以及在波分复用SDM通信链路中使用。
2021-12-16 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Rate and Power Adaptation for Multihop Regenerative Relaying Systems
在这项工作中，我们提供了一个全球性的框架分析的多跳中继系统，其中发射机（TX）与接收机（RX）通过一组中间中继部署在串联或并联。假设基于再生的中继方案，诸如重复编码的解码转发（DF），其中解码是基于阈值的。为了反映广泛的衰落，我们介绍了广义$H$函数（也称为福克斯- $H$函数）分布模型，使无线电频率（RF）衰落，如威布尔和伽马，以及自由空间光学（FSO），如双广义伽马和马拉加衰落的建模。在这种情况下，我们介绍了各种功率和速率自适应政策的基础上，在TX和RX的信道状态信息（CSI）的可用性。最后讨论了中继拓扑结构、中继数目和衰落模型等因素对链路自适应策略性能可靠性的影响。
2021-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
