自由空間光（free-space optical, FSO）通信系統(tǒng)能夠使用開放頻段以高達幾Gbps的速率傳遞信息。然而單跳的FSO鏈路受制于湍流導(dǎo)致的衰落,其通信距離不能超過幾千米。為了突破通信距離的限制,一種可行的方法是使用中繼。通過引入中繼,長鏈路被分解成多條短鏈路,端到端的通信可靠性能夠有效提升。本文首先研究FSO通信的最優(yōu)中繼放置問題。其中,中繼位置必須保證鏈路能夠繞開障礙物,且中繼節(jié)點必須在可行域之內(nèi)。我們提出了一種對中繼位置的最優(yōu)化框架,能夠使FSO多跳通信達到最低的中斷概率,同時使中繼位置滿足障礙物和可行域的約束條件。當(dāng)需要放置的中繼點個數(shù)很多時,解空間將會隨自變量個數(shù)（正比于中繼點個數(shù)）呈指數(shù)級增大,故搜索時間將會變得很漫長。因此我們提出了一種分組優(yōu)化算法來降低搜索時間。仿真表明,分組優(yōu)化算法能夠提供和最優(yōu)解很接近的次優(yōu)解,但是其平均搜索時間卻只隨著中繼的個數(shù)呈線性增長。此外,文中還提出了兩個關(guān)于最優(yōu)中繼位置的定理,能夠就如何降低中斷概率的問題給出一些直觀解答,從而協(xié)助確定中繼的初始位置。仿真結(jié)果表明我們提出的最優(yōu)化模型能夠為最優(yōu)中繼擺放問題提供有效的解決方案。已有文... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
專有名詞的中英對照表
運算符號定義
第—章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文結(jié)構(gòu)及主要工作
        1.3.1 本文的主要工作
        1.3.2 本文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 自由空間光通信系統(tǒng)建模
    2.1 噪聲模型
        2.1.1 散彈噪聲
        2.1.2 熱噪聲和背景噪聲
    2.2 固定衰落
    2.3 湍流導(dǎo)致的時變衰落
        2.3.1 Lognormal衰落模型
        2.3.2 Gamma-Gamma衰落模型
        2.3.3 其他衰落模型
    2.4 信噪比
    2.5 本章小結(jié)
第三章 FSO系統(tǒng)中常見的調(diào)制方式及多跳網(wǎng)絡(luò)性能
    3.1 FSO系統(tǒng)中常見的調(diào)制方式
        3.1.1 開關(guān)鍵控
        3.1.2 脈位調(diào)制
        3.1.3 副載波調(diào)制
    3.2 解碼-轉(zhuǎn)發(fā)多跳FSO系統(tǒng)的性能
        3.2.1 準(zhǔn)確的多跳網(wǎng)絡(luò)中斷概率
        3.2.2 漸近的多跳網(wǎng)絡(luò)中斷概率
    3.3 本章小結(jié)
第四章 最優(yōu)中繼位置的搜索方法
    4.1 無限制環(huán)境下的最優(yōu)中繼位置
    4.2 有障礙及不可用區(qū)域下的最優(yōu)中繼位置
        4.2.1 目標(biāo)函數(shù)
        4.2.2 描述障礙物的約束函數(shù)
        4.2.3 描述可行域的約束函數(shù)
    4.3 分組優(yōu)化
    4.4 光通信中的最優(yōu)中繼定理
    4.5 仿真數(shù)據(jù)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 利用光信道特性的單中繼協(xié)作方案
    5.1 自適應(yīng)解碼轉(zhuǎn)發(fā)
    5.2 改進的自適應(yīng)解碼轉(zhuǎn)發(fā)
    5.3 點對點通信的誤幀率
    5.4 ADF和IADF的誤幀率
        5.4.1 ADF的誤幀率
        5.4.2 IADF的誤幀率
        5.4.3 ADF和IADF的誤幀率比較
    5.5 時延分析
    5.6 仿真數(shù)據(jù)
    5.7 本章小結(jié)
第六章 采用分層合并器的備用多跳RF通信性能分析
    6.1 備用多跳RF通信系統(tǒng)背景介紹
    6.2 單跳分層合并器的漸近性能
        6.2.1 系統(tǒng)及信道模型
        6.2.2 漸近分析理論
        6.2.3 SC-MRC合并器的性能
        6.2.4 SC-EGC合并器的性能
        6.2.5 EGC-MRC合并器的性能
        6.2.6 非均分的分層合并器性能
        6.2.7 各類合并器的性能比較
        6.2.8 信道相關(guān)性的影響
    6.3 采用分層合并器的多跳RF系統(tǒng)的漸近性能
        6.3.1 備用多跳RF系統(tǒng)的漸近中斷概率
        6.3.2 備用多跳RF系統(tǒng)的漸近誤符號率
    6.4 仿真數(shù)據(jù)
        6.4.1 單跳仿真
        6.4.2 多跳仿真
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)
    7.1 完成的工作
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 研究展望
致謝
參考文獻
附錄A β(d)的單調(diào)性證明
附錄B 分層合并器EGC-MRC的漸近矩母函數(shù)
作者簡介



本文編號：3350675