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基于自由空间光通信的SAC-OCDMA系统在天气条件下的性能极限
摘要： 本文研究了自由空间光通信（FSO）中采用零互相关（ZCC）码的光谱幅度编码光码分多址（SAC-OCDMA）系统，以评估其在链路距离方面的性能极限。系统分析了晴朗、雾霾、中度雾和浓雾天气条件下的性能。为保障安全，根据国际电信联盟（ITU）标准将发射功率维持在10 dBm，并以最低可接受误码率10??为基准，通过数值计算与仿真分析对该系统进行评估。仿真结果表明：该系统在晴朗和浓雾条件下分别能以622 Mbps/1 Gbps的速率传输至最大链路距离1450米/1100米和61米/54米。
关键词： 雾、霾、自由空间光通信（FSO）、光谱幅度编码光码分多址（SAC-OCDMA）、零互相关（ZCC）
更新于2025-09-23 15:23:52
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不同天气条件下混合FSO-SACOCDMA系统的性能评估
摘要： 光谱幅度编码光码分多址（SACOCDMA）是一种复用技术，具有更快的速度、效率、安全性和无限的带宽优势。该技术因能消除多址干扰（MAI）而被广泛采用。自由空间光通信（FSO）通过无线链路实现最后一公里高速安全数据传输。本研究采用直接检测方案设计了100 Gb/s混合FSO-SACOCDMA系统，评估了采用新零互相关（NZCC）码的SACOCDMA-FSO系统在不同天气条件（晴天、雾霾和雾天）下支持10个用户（每用户10 Gb/s）的传输性能。结果表明：晴天条件下FSO传输距离可达13公里；若采用前置放大器，晴天环境下FSO最大传输距离可提升至35公里，同时保持可接受的信噪比和误码率。链路中引入放大器不仅能改善信号质量，还可扩展通信距离。
关键词： 光谱幅度编码光码分多址（SACOCDMA）、自由空间光通信（FSO）、直接检测（DD）、新型零互相关（NZCC）
更新于2025-09-23 15:23:52
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混合卫星-自由空间光通信协作系统的物理层安全
摘要： 本文研究混合卫星与自由空间光（FSO）协作系统的物理层保密性能。假设卫星链路服从阴影莱斯衰落分布，中继与目的端之间的地面链路信道经历伽马-伽马衰落。针对FSO通信，考虑了不同检测技术（即外差检测与强度调制直接检测）及指向误差的影响。我们推导了放大转发（AF）和解码转发（DF）两种中继方案下平均保密容量（ASC）与保密中断概率（SOP）的精确解析表达式，并对SOP进行渐近分析以深入揭示FSO与卫星信道对保密性能的影响。研究发现：采用固定增益AF方案时，所研究系统的保密分集阶数仅取决于FSO链路特性与FSO检测类型；而当中继节点采用DF或可变增益AF方案时，保密分集阶数为零。
关键词： 陆地移动卫星（LMS）信道、保密中断概率、混合卫星自由空间光（FSO）协作系统、物理层安全、平均保密容量
更新于2025-09-23 15:22:29
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重定向协作混合FSO/mmW 5G前传网络的联合最优收发器部署与资源分配方案
摘要： 为满足5G移动网络需求，本文引入了一种名为集中式无线接入网（C-RAN）架构的创新方案。该架构中，前传网络必须具备高容量、高可用性和低延迟特性，以实现远程射频头（RRH）与基带处理单元间的大流量数据传输。针对重定向协作混合自由空间光通信（FSO）/毫米波（mmW）前传网络，本文提出两种联合收发器部署与资源分配方案，旨在获取最优的FSO/mmW收发器部署方案，从而在不同天气条件下优化重定向协作混合FSO/mmW前传网络的可靠性、平均发射功率、平均误码率（BER）及链路中断数量。该方案被构建为多目标双层整数线性规划问题，并通过穷举搜索法求解最优解。数值结果表明：实施最优部署方案可提升网络可靠性、平均发射功率及平均误码率，尤其在低能见度和/或高降雨率条件下改善显著。
关键词： C-RAN（集中式无线接入网）、FSO（自由空间光通信）、5G（第五代移动通信）、mmW（毫米波）、最优收发器部署、RRH（远程射频头）、资源分配、BBU（基带单元）
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018国际信息与通信技术融合会议(ICTC) - 济州(2018.10.17-2018.10.19)] 2018年国际信息与通信技术融合会议(ICTC) - 伽马-伽马湍流信道中存在相位误差的SIM/S-QAM自由空间光通信系统性能
摘要： 本文研究了考虑衰落信道中大气湍流相位误差的副载波强度调制（SIM）平方正交幅度调制（S-QAM）自由空间光通信（FSO）系统性能。采用Gamma-Gamma分布对大气衰落信道建模，利用Tikhonov模型描述湍流引起的相位误差。数值结果定量展示了大气湍流参数对FSO系统平均符号差错概率（ASEP）和功率代价的影响，并通过蒙特卡洛仿真验证理论分析的正确性。
关键词： 自由空间光通信（FSO）、相位误差、大气湍流、衰落信道、正交幅度调制（QAM）的平方形式
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018第二届电子、通信与航空航天技术国际会议(ICECA) - 科因巴托尔(2018.3.29-2018.3.31)] 2018第二届电子、通信与航空航天技术国际会议(ICECA) - 大气湍流下不同调制技术的自由空间光链路性能分析
摘要： 自由空间光通信（FSO）在无线通信领域凭借超大带宽、免授权频谱和低功耗安全传输等优势崭露头角。尽管具备这些优点，其性能仍深受大气湍流和雾天条件的影响。本文研究了大气湍流与雾天环境下的不同调制方案，通过将湍流建模为伽马-伽马分布信道，推导出误码率（BER）的期望表达式，在该信道条件下16-PPM调制展现出优于其他方案的传输性能。研究采用误码率作为信道性能评估指标，该分析有助于根据信道条件选择适配的调制技术。
关键词： 误码率（BER）、伽马-伽马分布、大气湍流、自由空间光通信（FSO）、梅杰G函数
更新于2025-09-23 15:21:21
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[电气工程讲义] 微电子学、电磁学与电信学 第521卷（第四届ICMEET 2018会议录）|| 面向城市峡谷的基于自由空间光通信的5G移动蜂窝系统
摘要： 过去几年中，使用高数据速率服务和应用的用户数量快速增长。为向终端用户持续提供不断攀升的数据传输速率，现在是时候考虑采用电磁频谱中射频（RF）频段以外的高端频段技术了。自由空间光通信（FSO）就是一种可替代射频的可行技术。由于多径效应和衰落效应几乎可以忽略，该技术能提供更高带宽并改善误码率（BER）性能。本文比较了弱湍流大气环境下采用BPSK副载波强度调制（BPSK-SIM）的射频系统与FSO系统的性能表现。仿真结果表明：当误码率达到10^-5时，FSO系统相比射频系统具有62%的性能优势。
关键词： OWC（光无线通信）、BER（误码率）、FSO（自由空间光通信）、BPSK-SIM（BPSK仿真）
更新于2025-09-23 15:21:21
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正交频分复用自由空间光通信系统在同轴光学接收机下通过湍流大气信道的误码率性能分析
摘要： 大气湍流引起的衰落可能严重损害自由空间光通信（FSO）系统，影响激光束的传输质量并导致显著的性能下降。最新研究表明，采用正交频分复用（OFDM）技术可改善系统性能。本文提出一种分析方法，用于评估采用光强调制和相干零差接收的OFDM FSO链路在强大气湍流条件下的误码率性能。将湍流效应建模为伽马-伽马分布，并通过平均载噪比（CNR）和误码率（BER）指标评估性能结果。针对链路距离、本振湍流参数、发射功率等系统参数，计算了给定误码率下湍流效应导致的系统功率代价。研究发现，增加OFDM子载波数量可显著降低湍流影响——例如当链路距离为3600米时，4个子载波对应的10^-9误码率功率代价为6dB，而增至64个子载波时可降至0.5dB。此外，通过在接收端采用相干光接收与同步解调技术，我们为光域和射频域分别引入了能跟踪信号相对于本振相位随时间变化的本振（LO），从而保障系统稳定性。
关键词： 副载波复用器、载噪比（CNR）、相干光接收机、自由空间光通信（FSO）、伽马-伽马分布
更新于2025-09-23 15:21:01
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不同大气湍流、光束发散角及调制格式下自由空间光链路的调查与分析
摘要： 本工作通过采用一种称为光谱切片的高性价比技术，展示了一个高速自由空间光（FSO）系统。该研究的主要成就是将自相位调制这一非线性效应应用于光谱切片领域。利用这些光谱切片实现了多信道系统，每个信道在5公里传输距离上支持2.5 Gbps的数据速率。研究针对雾、霾等影响FSO信道的不同性能退化湍流进行了分析，同时考察了NRZ和RZ格式下发射端/接收端的不同光束发散角与孔径尺寸。分析结果表明：在晴朗天气条件下，采用大口径天线并配合最小光束发散角时，NRZ调制格式的性能优于RZ格式。
关键词： RZ（归零码）、WDM（波分复用）、RF（射频）、NRZ（非归零码）、FSO（自由空间光通信）
更新于2025-09-23 15:21:01
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自由空间光通信的历史视角：从早期到当今的发展
摘要： 本文综述了从史前人类火光信号到当今空间光通信的无线通信技术革命历程，系统梳理了从古希腊时期至今成熟电信领域的发展脉络。重点阐述了自由空间光通信（FSO）技术数十年来在原理、意义、验证及发展方面的演进，分析了FSO信道的主要限制因素、时空挑战及前沿应对技术，并介绍了FSO通信可靠性经典量化分析方法、射频光传输（RoFSO）与混合FSO/RF系统的发展现状。报告了FSO通信技术的先进进展，包括光自由空间波分复用（WDM）、副载波复用（SCM）、全球微波接入互操作性（WiMAX）、可见光通信（VLC）及车载可见光通信（VVLC）等。总结了深空光通信系统及下一代FSO天地一体化/全球网络架构，探讨了面向物联网/万物互联（IoT/IoE）、5G通信、移动网络、太赫兹频谱、量子通信及水下光应用的FSO系统研究挑战?；谧凼觯颐侵赋隽宋蠢囱芯啃柰黄频墓丶侍?，以充分释放FSO通信系统的潜力。
关键词： 量子通信、RoFSO（自由空间光无线通信）、SCM（副载波复用）、FSO（自由空间光通信）、物联网/万物互联（IoT/IoE）、5G、WDM（波分复用）、水下光学应用、VVLC（可见光车辆通信）、自由空间光通信、VLC（可见光通信）、WiMAX（全球微波互联接入）
更新于2025-09-19 17:13:59