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专利号: 2022115652731
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.AF协议下TWR‑FSO通信系统的性能分析方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.构建放大转发AF协议下的双向中继‑自由空间光TWR‑FSO通信系统的模型;

S2.构建所述TWR‑FSO通信系统的链路的信噪比的概率密度函数;

S3.构建所述TWR‑FSO通信系统的中断概率函数和平均误码率函数;

所述中断概率函数为:

其中, , 是指向误差系数,

是等效波束宽度, 是指向误差位移的标准差, 是伽马函数, 和 分别表示大湍流尺度和小湍流尺度, 是目标节点和中继节点之间的平均信噪比, 表示通信系统阈值门限, 是Meijer’s G函数;

所述平均误码率函数为

在不同湍流强度和阈值门限条件下,对比分析中断概率和平均误码率,对AF协议下TWR‑FSO通信系统的性能进行分析。

2.根据权利要求1所述的AF协议下TWR‑FSO通信系统的性能分析方法,其特征在于,所述AF协议下的TWR‑FSO通信系统包括:一个目标节点A、一个目标节点B和一个中继节点R;

所述中继节点R包含2根定向天线,分别与所述目标节点A、目标节点B进行通信;

所述中继节点R中,使用AF协议的放大器放大接收信号,并使用物理层网络编码PNC在所述目标节点A和目标节点B之间建立两个阶段通信。

3.根据权利要求2所述的AF协议下TWR‑FSO通信系统的性能分析方法,其特征在于,所述两个阶段通信包括:第一阶段:

所述目标节点A和目标节点B通过FSO链路将承载信息的信号发送给中继节点R,所述中继节点R将接收到的信号进行放大,并进行PNC运算;

第二阶段:

所述中继节点R将数据包同时发送给目标节点A和目标节点B,目标节点A和目标节点B接收到数据包后,与自身的数据包进行异或操作,解码得到对方的数据包。

4.根据权利要求1所述的AF协议下TWR‑FSO通信系统的性能分析方法,其特征在于,S2中,构建所述TWR‑FSO通信系统的链路的信噪比的概率密度函数,方法如下:S21.设TWR‑FSO通信系统的信号传输受到大气湍流引起的衰落为 ;

所述 的概率密度函数为:

    (1)

其中, 是第二类修正贝塞尔函数, 是伽马函数, 和 分别表示大湍流尺度和小湍流尺度,表达式为:    (2)

    (3)

式中 是Rytov方差, 为折射率结构参数, 是光波数,λ为光波的波长, 是信号激光的传输距离;

S22.设TWR‑FSO通信系统的信号传输受到大气湍流引起的指向误差为 ;

所述 的概率密度函数为:

    (4)

式中, 是采集光功率的分数, 是指向误差系数, 是等效波束宽度,是指向误差位移的标准差;

S23.设所述TWR‑FSO通信系统的链路的信噪比为 ,定义如下:    (5)

其中, ; 是传输的光功率, 本振功率, 是加性高斯白噪声的功率谱密度, 是光电探测器的响应度,是光电探测器的量子效率, 是电子的电荷,是普朗克常数, 是光的频率;

由于 ;

得 的概率密度函数为:

    (6)

其中, 是Meijer’s G函数, 是目标节点和中继节点之间的平均信噪比;

所述中断概率表达如下:

    (7)

其中, 表示该系统端到端的瞬时信噪比, 表示目标节点A与中继节点R链路之间的信噪比, 表示目标节点B与中继节点R链路之间的信噪比,且 和 是独立同分布的, 是由中继增益G确定的常数, 表示通信系统阈值门限;

根据贝叶斯定理,中断概率可以表示为:    (8)

其中, ;

已知 的情况下, ,将 改写为  (9)

将式(9)代入式(8)中,化简可得:    (10)

其中, 。