存在指向误差的 G-G 湍流下基于 RIS 的近地面自由空间光链路性能分析

通信系统面临的主要问题之一是目标区域中存在盲区。随着第五代移动通信网络的部署，人们提出了多种方案来解决因建筑物、山体以及大气或天气条件遮挡造成的信号丢失。在这些方案中，新近提出的可重构智能表面（RIS）模块可被用来将入射信号反射至盲区方向，增加通信覆盖，并使信道更智能、可控。本文中，我们利用 RIS 解决近地面自由空间光（nT-FSO）系统中的盲区问题。针对外差检测（HD）和强度调制-直接检测（IM/DD）两种技术，我们对受湍流和指向误差影响的 RIS 辅助 nT-FSO 链路进行了性能分析。湍流采用 Gamma-Gamma（G-G）分布建模。我们分析了该模型，并给出了端到端信噪比 $\gamma$ 的概率密度函数、累积分布函数和矩生成函数的精确闭式表达式。基于这些统计量，我们通过中断概率 $P_{out}$、遍历信道容量 $\overline{C}$ 以及针对所选二进制调制方案的平均误码率 $\overline{P}_b$ 来评估系统性能。针对不同湍流等级和指向误差得到的数值结果证实，即便在 RIS 辅助的 nT-FSO 系统中，HD 技术也优于 IM/DD。这些结果还表明，与使用红色和绿色相比，使用蓝色可获得更好的信道容量和通信性能。