[發(fā)明專利]基于OAM因子的弱湍條件下FSO系統(tǒng)性能的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010514881.4
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111711482B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王平;潘宇婷;王煒;張婷;龐維娜;李爽
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;H04B10/11;G06F17/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.基于OAM因子的弱湍條件下FSO系統(tǒng)性能的確定方法，其特征在于，包括下述步驟：

1)基于大氣湍流傳輸模型，通過對接收到的LG光進(jìn)行濾波分解，計算FSO系統(tǒng)中的OAM因子，并多次仿真，基于概率密度的非參數(shù)估計，計算其經(jīng)驗概率密度函數(shù)；

2)給出FSO系統(tǒng)中OAM因子統(tǒng)計分布的概率密度函數(shù)；并擬合在不同轉(zhuǎn)移間隔、OAM模式和湍流條件下提出的FSO系統(tǒng)中OAM因子統(tǒng)計分布的概率密度函數(shù)，得到參數(shù)對統(tǒng)計分布的影響，再在一定湍流條件范圍內(nèi)建立概率密度函數(shù)參數(shù)與湍流強度之間的定量關(guān)系，得到FSO系統(tǒng)中OAM因子的統(tǒng)計模型；

3)基于最小二乘法，給出求解FSO系統(tǒng)中OAM因子的統(tǒng)計模型參數(shù)的優(yōu)化問題和優(yōu)化算法，求解FSO系統(tǒng)中OAM因子的統(tǒng)計模型參數(shù)，再通過回代結(jié)果驗證FSO系統(tǒng)中OAM因子的統(tǒng)計模型在不同OAM轉(zhuǎn)移間隔、OAM模式和湍流條件下的可靠性；

4)基于FSO系統(tǒng)中OAM因子的統(tǒng)計模型，結(jié)合QPSK調(diào)制OAM復(fù)用FSO系統(tǒng)傳輸模型，推導(dǎo)系統(tǒng)誤碼率表達(dá)式，仿真驗證FSO系統(tǒng)中OAM因子的統(tǒng)計模型的實用性，并將湍流強度帶入求得的誤碼率表達(dá)式中，對比不同湍流強度對系統(tǒng)性能的影響。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OAM因子的弱湍條件下FSO系統(tǒng)性能的確定方法，其特征在于，所述步驟1)中，OAM衰減和串?dāng)_因子，是通過下述方法計算的：

1a)給出光源表達(dá)式；

1b)基于大氣湍流傳輸模型，將傳輸?shù)玫降墓鈭鲞M(jìn)行內(nèi)積計算，得到OAM衰減和串?dāng)_因子。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OAM因子的弱湍條件下FSO系統(tǒng)性能的確定方法，其特征在于，所述步驟2)中，給出FSO系統(tǒng)中OAM因子統(tǒng)計分布的概率密度函數(shù)，包括下述步驟：

2a)統(tǒng)一描述FSO系統(tǒng)中OAM因子統(tǒng)計分布的概率密度函數(shù)為EGG函數(shù)

其中，代表OAM因子，a,b,c,θ,為概率密度函數(shù)參數(shù)；

2b)給出不同OAM轉(zhuǎn)移間隔條件下，F(xiàn)SO系統(tǒng)中OAM因子統(tǒng)計分布的概率密度函數(shù)化簡的形式；

當(dāng)|m-n|≥1時，衰減到GGD的FSO系統(tǒng)中OAM因子統(tǒng)計分布的概率密度函數(shù)

其中|m-n|即為OAM轉(zhuǎn)移間隔；

當(dāng)|m-n|≥2時，衰減到指數(shù)分布的FSO系統(tǒng)中OAM因子統(tǒng)計分布的概率密度函數(shù)

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于OAM因子的弱湍條件下FSO系統(tǒng)性能的確定方法，其特征在于，所述步驟2)中，在一定湍流條件范圍內(nèi)建立概率密度函數(shù)參數(shù)與湍流強度之間的定量關(guān)系，得到FSO系統(tǒng)中OAM因子的統(tǒng)計模型，通過以下步驟實現(xiàn)：

2c)在一定湍流條件范圍內(nèi)，給出代表湍流強度的大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)的定量表達(dá)式，結(jié)合步驟2a)、2b)得到的統(tǒng)一描述的、衰減到GGD和指數(shù)分布的FSO系統(tǒng)中OAM因子統(tǒng)計分布的概率密度函數(shù)，進(jìn)而確定FSO系統(tǒng)OAM因子的統(tǒng)計模型。