بررسی عملکرد سامانه‌های مخابرات نوری فضای آزاد تحت مدولاسیون هایM-PAM و M-PSK با به‌کارگیری روش‌های تطبیق توان و مدولاسیون

Abstract

عملکرد سامانه­­های نوری فضای آزاد تحت تأثیر عوامل مختلفی از قبیل ناهم­راستایی، پراکندگی، جذب و نوسانات ناشی از تلاطم جوی قرار دارد. در این میان، نوسانات ناشی از تلاطم اتمسفری حتی در شرایط جوّ پایدار نیز وجود دارد. کانال­های متلاطم جوی در سامانه­های مخابرات نوری فضای آزاد یک کانال شبه ایستا هستند به­طوری­که شرایط کانال برای میلیون­ها بیت متوالی ثابت است. بنابراین، با دانستن اطلاعات حالت کانال، می­توان پارامترهای انتقالی­ فرستنده مانند توان و مرتبه­ مدولاسیون را طوری تنظیم نمود که تأثیر تلاطمات اتمسفری برای داشتن انتقالی کارآمد از لحاظ مصرف انرژی و نرخ انتقال اطلاعات تا حد ممکن کاهش یابد. در این مقاله، روش‌های تطبیق توان و مدولاسیون در یک سامانه­ مخابرات نوری فضای آزاد مبتنی بر مدولاسیون‌های PAM و PSK در معرض تلاطمات اتمسفری بررسی می‌شوند. بدین منظور، سه راهکار تطبیق توان، تطبیق مدولاسیون و تطبیق همزمان توان و مدولاسیون مورد بررسی قرار می‌گیرند. راه­کار تطبیق توان و/یا مرتبه مدولاسیون پیشنهادی در این مقاله منجر به مسائل­ بهینه­سازی غیرمحدب شده که جواب بهینه آن به کمک روش ضرایب لاگرانژ به­دست می‌آید. در نهایت، عملکرد روش‌های ارائه شده از لحاظ بهره­وری طیفی و احتمال قطع توسط شبیه‌سازی‌ عددی مورد ارزیابی و تحلیل قرار خواهد گرفت.