航空平台2×2中继混合RF／FSO链路模型优化方案

2×2中继混合RF／FSO航空通信系统如图3.15所示。发射端将信号通过1×2 RF链路发送至中继节点，中继节点对接收的信号解码转发，而后由两发射天线经过1×2 FSO链路传输至目的节点。

图3.15　2×2中继混合RF／FSO通信系统结构

中继节点（R）接收的信号为

式中，x为源节点S发送的信号，h0，i代表第i条S-R信道增益，e0，i为第i条S-R信道中均值为0、方差为N0的加性高斯白噪声。目的节点（D）接收的信号为

式中，I1，j为由大气湍流引起的信道衰落增益，η1为光电转换效率，e1为均值为0、方差为N1的加性高斯白噪声。下标0和1分别代表S-R的RF链路和R-D的FSO链路。RF链路服从Nakagami-m分布，其概率分布表达式为

式中，m为Nakagami-m信道中的衰落指数，Γ（·）为伽马函数。(www.xing528.com)

从公式（3.59）可得，第i条S-R链路的瞬时信噪比可表示为平均信噪比表示为为平均发射功率。RF部分的瞬时信噪比γ0表示为γ0=γ0，1+γ0，2，则γ0的概率分布函数可表示为两独立分布随机变量服从的Gamma分布（Nakagami-m分布的平方）。

为RF部分的平均信噪比，可表达为的累积分布函数推导如下：

考虑孔径平均效应，假设每条中继节点（R）至目的节点（D）的FSO链路服从Exponentiated Weibull分布，则信噪比γ1，j的概率分布函数PDF为

式中α＞0，β＞0，η为与光强有关的参数，且信噪比γ1，j的累积分布函数CDF为

FSO部分2×1 FSO链路的瞬时信噪比γ1表示为γ1=γ1，1+γ1，2，γ1，1，γ1，2为两个独立同分布的变量，由随机过程中两独立同分布变量性质可得γ1的PDF与CDF为