轨道角动量复用自由空间光系统中大气湍流致衰落的统一统计模型
信号处理
2019-10-24 v2
摘要
本文提出了一个统一的统计信道模型，以刻画自由空间光（FSO）通信系统中轨道角动量（OAM）所面临的大气湍流引起的畸变。在该信道模型中，OAM模式的自身信道辐照度以及不同OAM模式间的串扰辐照度均由广义伽马分布（GGD）刻画。结果表明，后者分布与所有大气湍流 regime 下的模拟数据高度吻合。因此，它可用于克服计算复杂的数值模拟，以建模OAM模式在大气湍流FSO信道中的传播。GGD使得各类性能度量可获得非常简洁易处理的闭式表达式。实际上，对于采用单OAM模式直接检测传输的FSO系统，推导了平均容量、误码率和中断概率。此外，我们将研究扩展至采用OAM模式分集以提升性能的FSO系统。通过在接收端使用最大比合并（MRC），GGD也被证明能拟合模拟的合并接收光功率。最后，提出了空时（ST）编码以提供分集与复用增益，并在新提出的通用模型下理论推导了误码概率。
引用
@article{arxiv.1909.00341,
title = {A Unified Statistical Model for Atmospheric Turbulence-Induced Fading in Orbital Angular Momentum Multiplexed FSO Systems},
author = {El-Mehdi Amhoud and Boon S. Ooi and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.00341},
year = {2019}
}