自由空间光通信性能研究：大气湍流与瞄准误差影响

"大气湍流及瞄准误差联合效应下自由空间光通信的性能" 本文探讨了在自由空间光通信（Free Space Optical Communication, FSO）系统中，如何处理由Gamma-Gamma大气湍流和瞄准误差共同作用导致的性能影响。在这样的环境中，光信号会受到大气湍流的影响而产生闪烁，同时瞄准误差会进一步降低通信质量。研究假设系统采用开关键控（On-Off Keying, OOK）的强度调制直接探测（Intensity Modulation/Direct Detection, IM/DD）方式。 文章推导出在给定条件下系统的误码率（Bit Error Rate, BER）和中断概率（Outage Probability, OP）的闭合形式表达式。这些表达式是分析系统性能的关键工具，它们能够帮助理解大气湍流的强度（用Gamma-Gamma分布描述）、归一化波束宽度、平均发射功率、归一化抖动标准差以及信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）等参数如何影响FSO系统的性能。 数值模拟基于推导出的闭合表达式进行，结果显示，通过优化波束宽度可以在固定的发射功率下提升系统性能。这意味着在设计FSO系统时，考虑大气条件和瞄准误差的联合影响，并适当地调整波束宽度，可以显著提高通信的可靠性。 此外，论文还讨论了双伽马分布如何准确地描述大气湍流对光束传播的影响。这种分布模型能更好地反映实际环境中的复杂情况，使得性能分析更为精确。 该研究为FSO通信系统的优化提供了理论基础，对于改善大气环境下的光通信质量和稳定性具有指导意义。对于设计者而言，理解并利用这些结果可以有效提升FSO系统的抗干扰能力，从而在不断变化的环境条件下保持高效的数据传输。