面向 6G 光无线网络中高速接收机的设计与优化
信息论
2023-01-02 v1 信号处理
math.IT
摘要
为在基于窄红外（IR）激光束的 6G 光无线接入网络中实现多 Gb/s 数据速率，需要一种具有两项关键规格的高速接收机：足够大的孔径以收集所需光功率，以及宽视场（FOV）以避免严格的校准问题。本文提出了由复合抛物面聚光器（CPC）与光电二极管（PD）阵列耦合而成的多层非成像角度分集接收机（ADR）用于基于激光的光无线通信（OWC）链路的系统设计与优化。设计权衡包括每个接收机元件的增益-视场权衡以及每个 PD 阵列的面积-带宽权衡。速率最大化在最小所需 FOV 和整体 ADR 尺寸约束下被表述为非凸优化问题，以寻找接收机带宽和 FOV 的最优配置，并提出了一种低复杂度最优解。利用计算机仿真研究了 ADR 性能，并通过各种数值例子提供了有见地的设计准则。还提出了一种基于 CPC 长度截断来减小 ADR 尺寸的高效技术。结果表明，高度 cm、有效面积 cm 的紧凑 ADR 在 m 链路距离上以 半角 FOV 达到 Gb/s 数据速率。
引用
@article{arxiv.2212.14830,
title = {Design and Optimisation of High-Speed Receivers for 6G Optical Wireless Networks},
author = {Elham Sarbazi and Hossein Kazemi and Michael Crisp and Taisir El-Gorashi and Jaafar Elmirghani and Richard Penty and Ian White and Majid Safari and Harald Haas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.14830},
year = {2023}
}