大气湍流下自由空间光通信实验信道建模

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：Experimental Channel Modeling of Free-Space Optical Communications under Atmospheric Turbulence

　　

摘要：

本文通过使用一个400米往返反射的城市自由空间光（FSO）测试平台，研究了自由空间光通信系统中由大气湍流引起的衰落统计建模问题。特别地，我们将理论FSO信道模型与实验测量结果进行了对比，验证了理论信道模型捕捉全天湍流强度时间变化的能力。然而，所考虑的理论信道模型在适应大气湍流随时间的动态变化方面存在局限性，因为没有任何单一模型能够反映所有时间和天气条件，而接收信号的统计行为取决于天气状况。为解决这一问题，我们提出了一种结合alpha-mu模型和对数正态模型的混合信道模型，并引入了混合系数。通过实验测量验证了所提混合模型的有效性，证明了其表征所有天气条件下湍流引起衰落的能力。通过这一实验分析，我们确认所提混合模型在建模不同湍流条件下的FSO信道衰落方面提供了增强的灵活性和鲁棒性，准确反映了真实世界FSO系统的统计和性能特征。