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自由空间光通信中误码率和信道容量的精确分布

DOI：10.1049/iet-com.2019.0314 期刊：IET Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 误码率（BER）和信道容量是评估自由空间光通信（FSOC）系统性能的两个重要指标。由于大气效应导致光信号衰减，这两个量表现为随机变量。该领域大多数研究仅聚焦于计算这些量的平均值。然而，由于随机变量的完整信息蕴含在其分布中，直接研究其分布本身更具信息量。本研究作者推导了任意辐照度模型下误码率和信道容量的精确概率密度函数（PDF）表达式，特别针对对数正态分布、伽马-伽马分布和K分布展开这些精确结果的研究。在误码率分析中，重点考察了二进制相移键控和正交相移键控调制方案。作者的分析结果与蒙特卡洛模拟结果相符。误码率和信道容量的精确PDF表明，在多种情况下平均值无法反映这些量的实际行为，因此仅基于一阶矩得出结论时需格外谨慎。
作者： Santosh Kumar，Rajeev Kumar Singh，Karmeshu
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研究概述 实验方案

研究目的

为了推导自由空间光通信（FSOC）系统中任意辐照度模型下误码率（BER）和信道容量的精确概率密度函数（PDF）表达式，重点关注对数正态分布、伽马-伽马分布和K分布。

研究成果

该研究成功推导出在不同辐照度模型下自由空间光通信系统中误码率和信道容量的精确概率密度函数表达式。研究指出，平均值可能无法始终准确反映这些指标的真实特性，尤其在中等到强湍流条件下，因此需要通过分析完整分布来进行精确评估。

研究不足

该研究是理论性的，重点关注辐照度衰减的特定分布（对数正态、伽马-伽马和K分布）。未讨论实际条件下的适用性和性能表现。

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