利用自由空间光链路和智能反射面增强非地面网络性能
数值分析
2025-11-04 v1 数值分析
摘要
将包括高空平台(HAP)站和智能反射面(IRS)在内的非地面网络(NTN)集成到通信基础设施中,已成为解决后5G时代日益增长的连接和性能需求的关键研究领域。本文对一种新的NTN架构进行了全面的性能研究,该架构通过利用HAP和地面IRS节点,实现从光学地面站(OGS)到最终用户的通信。在此配置中,HAP充当自由空间光(FSO)链路和射频(RF)链路之间的放大转发(AF)中继终端。具体而言,RF链路使用Shadowed Rician模型和广义Nakagami-模型建模,而FSO链路则采用具有广义指向误差的Gamma-Gamma分布表征。FSO系统在强度调制直接检测或外差检测下运行。利用混合Gamma模型,我们近似描述了RF链路总衰落的非中心卡方分布,并通过分析遍历容量、平均误码率(BER)和中断概率(使用双变量Fox-H函数计算)来评估端到端系统的性能。我们还提供了高信噪比(SNR)下平均BER和中断概率的简单渐近表达式。最后,所提出的分析通过数值和蒙特卡洛仿真结果得到验证,显示出精确匹配。
引用
@article{arxiv.2511.01484,
title = {Enhancing Non-Terrestrial Network Performance with Free Space Optical Links and Intelligent Reflecting Surfaces},
author = {Shunyuan Shang and Emna Zedini and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01484},
year = {2025}
}