Gamma-Gamma湍流下FSO系统分集接收技术对性能影响研究

"该研究探讨了在Gamma-Gamma大气湍流环境下，如何利用分集接收技术来提升自由空间光通信(FSO)系统的性能。通过建立二进制相移键控(BPSK)调制和外差相干接收技术的模型，分析了最大比合并(MRC)、选择合并(SC)和等增益合并(EGC)三种分集策略在不同大气湍流强度和接收天线数量下的效果。研究发现，MRC和EGC方法能显著提高系统在大气湍流下的性能，而SC只有在平均信噪比低于特定阈值时才会对系统性能有所优化。" 在自由空间光通信中，大气湍流是影响信号传输质量的关键因素，它会导致光强的随机闪烁，从而降低通信系统的误码率(BER)和增加通信中断概率(OP)。为了应对这一挑战，分集接收技术被广泛应用。分集接收的基本思想是通过多个接收路径或天线来收集信号，然后合并这些信号以改善整体的接收质量。 本研究特别关注了在Gamma-Gamma大气湍流模型下，相干光通信系统的表现。Gamma-Gamma模型是一种广泛用于描述大气湍流对光传播影响的统计模型，它考虑了湍流强度的变化对光传播的影响。研究中采用了BPSK调制，这是一种常用的数字调制方式，它通过改变载波的相位来表示数据比特，具有较高的频谱效率和较低的实现复杂度。 外差相干接收技术是实现高灵敏度光接收的方法，它利用本地振荡器产生的参考信号与接收到的信号进行混频，将光信号转换为电信号进行处理。在不同大气湍流条件和接收天线配置下，研究了MRC、SC和EGC这三种分集接收策略。 最大比合并(MRC)是最优的合并策略之一，它按照各接收天线信号的功率比例进行合并，能够最大化信号的信噪比(SNR)。等增益合并(EGC)则是将所有接收天线的信号按固定比例合并，旨在均衡各天线的信号强度。选择合并(SC)则是在所有接收天线中选取SNR最高的信号进行合并。研究结果显示，MRC和EGC在大多数情况下能显著改善系统性能，而SC的效果则相对有限，仅在平均信噪比较低时才体现出优化作用。 这项工作强调了在大气湍流环境中，采用适当的分集接收策略对于提升FSO系统的稳定性和可靠性至关重要。这对于远程通信、卫星通信以及地面基站间的高速数据传输等应用具有实际意义，有助于克服大气条件对光通信性能的负面影响。未来的研究可能进一步探索更复杂的分集技术以及优化算法，以适应更恶劣的环境条件。