地面到高空平台自由空间光通信网络的分析信道模型与链路设计优化
摘要：将高空平台（HAP）和自由空间光学（FSO）通信集成起来，是为下一代无线网络建立高数据速率空中链路的有希望的解决方案。然而，实际限制，例如指向误差和由于悬停HAP的方向偏差而导致的光束到达角（AOA）波动，使得实现基于HAP的FSO链路具有挑战性。本文推导了适用于地面到HAP FSO链路的可追踪闭式统计信道模型，以简化该系统的最佳设计。所提出的模型包括大气湍流（即对数正态和伽玛-伽玛）的综合影响、由光束徘徊引起的指向误差引起的几何损失、光束徘徊引起的指向抖动方差、探测器孔径大小、光束宽度以及接收光束的AOA波动。通过进行蒙特卡洛模拟验证了这些分析表达式。此外，对于不同湍流模式下的考虑链路的中断概率，导出了闭式表达式。对于不同信道条件下最小化中断概率，进行了详细分析以优化发送激光束和接收器的视场。所得到的分析结果可应用于寻找最佳参数值并设计地面到HAP FSO链路，而无需进行耗时的仿真。
作者：Hossein Safi, Akbar Dargahi, Julian Cheng, and Majid Safari
论文ID：2005.11786
分类：Signal Processing
分类简称：eess.SP
提交时间：2023-07-19