基于SC分集的混合FSO/RF航空通信系统性能分析

刘文亚,赵尚弘,王 翔,牟 迪

(空军工程大学信息与导航学院,陕西 西安 710077)

1 引 言

在无线通信中,自由空间光(FSO)通信具有宽带宽、频谱充裕、抗干扰能力强、天线尺寸小及部署成本低的优点而备受关注,在未来航空信息组网方面有广阔的应用前景[1-2]。然而,FSO通信易受云雾及沙尘暴等恶劣天气影响,即使在晴朗的天气下,也容易受大气湍流的影响[3]。射频通信链路主要受雨衰的影响,对云雾、沙尘暴及大气湍流等因素不敏感[4]。因此,综合考虑环境对FSO及RF信道的不同影响,通过并行传输的链路部署来减轻信道的衰落影响,从而实现高速、可靠、稳定的混合FSO/RF航空通信系统。

目前,针对混合并行FSO/RF通信系统的研究主要聚焦在硬切换及软切换两个方面。其中,硬切换方面大多研究基于信噪比阈值进行链路切换的方案[5-7]。软切换方面大多研究信道编码、调制及数据划分方案[8-10]。然而,无论是基于信噪比阈值的FSO/RF硬切换方案,还是通过编码、调制进行数据划分的软切换方案,系统在发射端必须要接收到可靠的信道状态信息(CSI),这增加了一条反馈链路的需求,提高了系统设计及实现的复杂性。文献[11]中提出了基于选择合并(SC)分集的混合FSO/RF通信系统。射频和激光链路上传输相同的数据,在接收端采用SC分集技术,利用了并行的RF链路来降低大气湍流对FSO通信的影响,发射端不需要获取CSI,也不需要考虑编码以及链路切换方案,简化了系统设计。在文献[11]中考虑射频链路信道为瑞丽信道模型,FSO大气湍流信道为Gamma-Gamma信道模型。……