基于枚举球形整形的自适应概率星座形成，用于 FSO 信道的湍流与指向误差

自由空间光学 (FSO) 传输以其快速、安全和高效的特性以及丰富的频谱资源而备受推崇。然而，大气湍流、指向误差、路径损耗和大气损耗会导致随机衰减，挑战链路可靠性。自适应速率控制技术提高了频谱利用率和可靠性。我们提出一种基于枚举球形整形 (ESS) 的自适应概率星座形成 (A-PCS) 相干系统。采用 PCS-64QAM，该系统实现从传统 QPSK 相当的速率到 64QAM 频谱效率的连续控制，提供约为 $0.05$ 位/4D 的频谱效率和 $0.1$ dB 的后 FEC SNR 阈值 granularity，最大控制深度为 $12.5$ dB。利用 ESS 实现高效序列利用，它比基于常规组成 DM (CCDM) 的 A-PCS 系统实现更高的频谱利用率和更细的控制粒度。我们进一步对 FSO 信道进行建模与分析，计算并比较在不同湍流强度和指向误差下的中断概率和ergodic capacity。结果表明，在最大 $\sigma_\mathrm{R}^2 = 1.39$ 和 $\sigma_\mathrm{s} = 0.5~\mathrm{m}$ 时，系统实现 99.999% 的可靠性，满足在严苛湍流和大范围指向误差下的要求。