基于离散时间模拟的大气湍流免疫自由空间光通信系统
信号处理
2025-04-30 v1
摘要
为有效缓解大气湍流的影响，本文提出一种新型离散时间模拟自由空间（DTAT-FSO）通信方案。该方案通过联合源信道编码与调制，将信息源直接映射到离散时间模拟符号。与传统数字自由空间光通信（TD-FSO）方案不同， proposed DTAT-FSO 方法能够自动适应信道状态的变化，无需调整特定的调制和编码方案。本文分别对 DTAT-FSO 系统在强度调制/直接探测（IM/DD）和相干自由空间光通信系统中进行了高分辨率图像传输的性能评估。结果表明，DTAT-FSO 在低接收光功率（ROPs）下可可靠传输图像，并在高 ROPs 时自动提升图像质量；而 TD-FSO 在信道状态变化时则出现 cliff 和 leveling 效应。相对于 TD-FSO 方案，DTAT-FSO 在 IM/DD 自由空间光通信系统中提升了 2.5 dB 的接收灵敏度，在相干系统中提升了 0.8 dB，同时在相同 ROPs 下实现了更佳的图像保真度。DTAT-FSO 的自动适应特性和 improved performance 表明其在陆地、空中及卫星光网络中具有潜力，能够应对大气湍流带来的挑战。
引用
@article{arxiv.2409.11928,
title = {Atmospheric Turbulence-Immune Free Space Optical Communication System based on Discrete-Time Analog Transmission},
author = {Hongyu Huang and Zhenming Yu and Yi Lei and Wei Zhang and Yongli Zhao and Shanguo Huang and Kun Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.11928},
year = {2025}
}