申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2024-01-05

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117896028A

主分类号：H04B17/391

分类号：H04B17/391;H04B10/079;H04B10/11

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.16#公开

摘要：一种指数威布尔信道下遍历容量快速评估和信噪比自适应调整方法，先考虑一个使用强度调制的高能量自由空间光通信系统；然后假设接收到的辐照度服从EW分布，通过公式转换得到新的闪烁指数公式；接下来根据定义的γ＝SNR下遍历容量的原始表达式，通过分析得到新的威布尔FSO信道下E[CI]表达式，并通过近似将其简化为新的闭式近似表达式；最后通过简化E[CI]闭式表达式得到新的下界，从而得到快速的信噪比评估方法。本发明快速预测达到预期遍历容量下所需的信噪比，可以随着系统参数或环境参数变化进行实时更新，易于工程实现。

主权项：1.一种指数威布尔信道下遍历容量快速评估和信噪比自适应调整方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1考虑一个使用强度调制的高能量自由空间光通信系统，其性能受到背景辐射和热噪声的限制，加性白噪声高斯模型AWGN被近似为结合光子计数的泊松分布模型，信道被设定为无记忆、平稳和遍历的，并且信道状态信息被假定在发射机和接收机两端都是可用的，接收机处的信号表示为公式1：y＝μIx+n1其中，y是接收机处的信号，μ是接收机的有效光电流转换比，I是归一化辐照度，x表示携带信息比特的调制信号，n表示均值为零的加性高斯白噪声；2设定接收到的辐照度服从EW分布，该分布的概率密度函数PDF和累积分布函数CDF分别由公式2和3给出： 其中，α和β是由闪烁指数决定的形状参数，η是与辐照度的均值有关的尺度参数，的定义公式由公式4表示为： 其中·表示集合平均值，EW分布中有关I的n阶矩公式表示为： 其中，Γ表示伽玛函数函数，gnα,β的表达式为因此，公式4中的闪烁指数公式转变为： 3根据定义的γ＝SNR下遍历容量的原始表达式8，通过分析得到新的指数威布尔信道下E[CI]表达式； 评估CI的期望值E[CI]，并给出一个良好的近似值，为此引入了随机变量RV的PDF、CDF以及互补CDF，得到了公式9： 在x＝0处，有Fc0＝PC≤0＝0和Hc0＝PC＞0＝1，可知当x趋于正无穷时值趋近于0，从而在此推导的基础上进一步得出公式10： 根据公式3，得到指数威布尔信道下的概率公式11，并将其转化为新的表达式12； 4令t＝2x-1，以便假设在高信噪比条件下下，已知因此使用当x＜＜1时的近似，即e-x＜＜1-x，则公式12被简化为： 上述公式中仅在的积分被简化的近似情况下，即t＜＜γη2，定义L＝γη2更改上限；对于Re[αβ2+1]＞0这个条件，将公式13重写为封闭形式： 其中2F1表示2，1阶的广义超几何函数，通过这样的转化，得到指数威布尔信道遍历容量的一个明确的闭式近似；2.1通过简化E[CI]的解析闭式表达式得到新的下界，从而得到快速的信噪比评估方法，对于公式13中的积分，得公式15，而将其代入公式13，得E[CI]的下界公式16： 公式16是可逆的，可以直观地分析遍历容量与信噪比γ或与闪烁指数α、β、η相关的形状参数之间的关系，即用E[CI]表示γ：

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江工业大学 指数威布尔信道下遍历容量快速评估和信噪比自适应调整方法

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