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光通信系统下的无人机平台指向误差分析与信道模型优化

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.11无人机逆向调制光通信系统结构无人机平台在光通信时,由于机身的晃动与不稳定会造成平台之间光束的指向性误差,成为影响无人机之间光链路性能的重要因素之一。大气湍流中的光束漂移和光斑拓展效应均会对指向误差的计算造成影响,其中光斑拓展效应会造成光束半径的增大,因此,可采用Ahmad等提出的一种综合考虑指向误差、大气湍流和光束拓展的信道模型来分析系统的误码率性能。

光通信系统下的无人机平台指向误差分析与信道模型优化

无人机逆向调制光通信过程中,询问光束和发射光束通过大气湍流信道进行传输,系统结构如图4.11所示。

图4.11 无人机逆向调制光通信系统结构

无人机平台在光通信时,由于机身的晃动与不稳定会造成平台之间光束的指向性误差,成为影响无人机之间光链路性能的重要因素之一。大气湍流中的光束漂移和光斑拓展效应均会对指向误差的计算造成影响,其中光斑拓展效应会造成光束半径的增大,因此,可采用Ahmad等提出的一种综合考虑指向误差、大气湍流和光束拓展的信道模型来分析系统的误码率性能。假设探测器的响应度为1,接收信号可以表示为

(www.xing528.com)

式中,ρ为接收端光电探测器的响应度,h为双向链路的信道衰落系数,s为通信系统信号的传输光强,n为接收端的加性噪声源,设其为热噪声,其模型是方差为σ2高斯白噪声,信道衰落系数h包括由光束指向误差导致的衰落系数hp和由大气湍流导致的衰落系数h d:

接收端每比特信号的电信噪比可以表示为

式中,Eb为接收端接收到的信号功率表示在无湍流作用下每比特信号上的信噪比,Pav为平均传输光功率,K为信号调制阶数,m为光调制系数(optical modulation index,OMI)。

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