تحلیل عملکرد سیستم های نوری فضای آزاد موازی چند هاپی
چکیده
عملکرد سیستم‌های ارتباطی همیاری نوری فضای آزاد ( FSO) موازی چند هاپی با پروتکل رمزگشایی و ارسال به‌وسیله کانال‌های محو ویبول و آنهم با استفاده از تابع توان ریاضی ( EW) به‌صورت سیستماتیک موردبررسی قرارگرفته است. تابع چگالی احتمالی و تابع توزیع تجمعی حداکثر-حداقل متغیر تصادفی EW به‌وسیله معیار حداقل-حداکثر به‌عنوان بهترین طرح انتخاب مسیر به دست می‌آیند. بعد از آن، عبارات تحلیلی میانگین نرخ خطای بیتی ( ABER) و احتمال قطع برق به ترتیب با لینک‌های توزیع یکسان و مستقل ( i.i.d) به دست می‌آیند. بر این اساس، میزان ABER برای یک سیستم FSO توزیع مستقل و غیر یکسان (non-i.i.d) نیز به‌وسیله قانون تربیع گاوس-لاگر به دست می‌آید. عملکرد ABER سیستم مورد بررسی تحت شرایط آشفتگی مختلف، اندازه‌های دیافراگم گیرنده و پارامترهای ساختاری مختلف (C و R) به‌صورت مفصل در آینده تحلیل خواهند شد. مقایسه بین سیستم‌های FSO i.i.d و non-i.i.d بر روی کانال‌های محو EW نشان می‌دهد که عملکرد هر دو سیستم را با قطرهای بزرگ‌تر دیافراگم در نظر گرفته‌شده برای پارامترهای ساختار انتخابی R و C می‌توان ارتقا داد. شبیه‌سازی مونت کارلو نیز برای تأیید صحت عبارات تحلیلی ABER ارائه می‌شود. این کار یک مدل سیستمی کلی را معرفی می‌کند و از آن برای تحلیل و طراحی سیستم‌های ارتباطی FSO می‌توان استفاده کرد.
1. مقدمه
ارتباط نوری فضای آزاد (FSO) در سال‌های اخیر به دلیل پهنای باند خیلی زیاد، مجوز رایگان، امنیت عالی و راه‌حلی امیدوارکننده برای مشکلات اخیر، توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. این سیستم به‌عنوان یک فن‌آوری مکمل یا جایگزین برای ارتباط بیسیم در کاربردهای با مسافت زیاد پذیرفته‌شده است. البته وجود اغتشاش ناشی از جو به ویژه در فاصله‌های بیشتر از یک کیلومتر باعث کاهش عملکرد لینک‌های FSO می‌شود.
ارتباط FSO با کمک رله در بین تکنیک‌های متنوع کاهش محو شدن، برای برطرف کردن محو شدن ناشی از اغتشاش و گسترش پوشش، راه‌حل امیدوارکننده‌ای است و خیلی جلب‌توجه کرده است. این سیستم در ابتدا به‌وسیله Acampora و Krishnamurthy در مرجع [8] پیشنهاد شد.
Abstract
The performances of multihop parallel free-space optical (FSO) cooperative communication systems with decode-and-forward protocol under exponentiated Weibull (EW) fading channels have been investigated systematically. With the max–min criterion as the best path selection scheme, the probability density function and the cumulative distribution function of the max–min EW random variable are derived. The analytical expressions for the average bit error rate (ABER) and outage probability with identically and independently distributed (i.i.d.) links are then obtained, respectively. Based on it, the ABER for a non-identically and independently distributed (non-i.i.d.) FSO system is also deduced with the help of the Gauss–Laguerre quadrature rule. The ABER performance of the considered system are further analyzed, in detail, under different turbulence conditions, receiver aperture sizes, and structure parameters (R and C). The comparison between i.i.d. and non-i.i.d. FSO systems over EW fading channels shows that the performances of both systems could be improved with large aperture diameters adopted for the structure parameters R and C selected. Monte Carlo simulation is also provided to confirm the correctness of the analytical ABER expressions. This work presents a generalized system model, and it can be used to analyze and design FSO communication systems.
1. Introduction
In recent years, free-space optical (FSO) communication has attracted significant attentions due to its very large bandwidth, license-free, excellent security and being a promising solution for the “last mile” problem [1]–[4]. It is widely accepted as a powerful complementary and/or alternative technology to traditional wireless communication for a long distance of applications.
However, the existence of atmospheric-induced turbulence will degrade the performance of FSO links particularly with transmission distance longer than 1 kilometer as a major limiting factor [5]–[7]. Among variety of fading mitigation techniques, relay-assisted FSO communication is a promising solution to overcome turbulence-induced fading and extend coverage, which has received considerable attentions. It was first proposed by Acampora and Krishnamurthy in [8].
مقدمه
مدل‌های سیستم و کانال
مدل کانال
مدل سیستم
تحلیل عملکرد
تحلیل عملکرد ABER
تحلیل احتمال قطع
نتایج تحلیلی و شبیه‌سازی
نتیجه‌گیری
Abstract
1. Introduction
2. System and Channel Models
2.1. Channel Model
2.2. System Model
3. Performance Analysis
3.1. ABER Performance Analysis
3.2. Outage Probability Analysis
4. Analytical and Simulation Results
5. Conclusion
Appendix
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه