无人机FSO/RF 混合中继链路传输速率优化方法
2023-09-21邵龙李勇军李信王猛宋鑫康唐翰玲赵尚弘
应用光学 2023年5期
邵龙,李勇军,李信,王猛,宋鑫康,唐翰玲,赵尚弘
(1.空军工程大学 信息与导航学院,陕西 西安 710077;2.中国人民解放军93658部队,北京 100000)
引言
随着移动用户数量的高速增长及用户对于通信速率需求日趋,传统通信手段已经无法满足用户对于高带宽、低时延的需求[1]。在灾后恢复、偏远地区的通信保障以及无人机巡逻等军事行动时[2],无人机可以利用其良好的机动性突破地形限制,从而覆盖通信暂时陷入瘫痪的区域,帮助用户迅速恢复正常通信。现今射频(ratio frequency,RF)通信频谱已相当密集,很难通过增加更多带宽来满足当前用户急速增长的通信需求。自由空间光(free space optical,FSO)通信作为射频通信系统的一个很好的替代方案,具有带宽大、数据速率高和通信链路可靠[3]、保密性较高[4]等优点。激光通信载荷材料较轻,符合无人机平台轻量化的要求[5]。基于无人机的FSO/RF 混合通信技术应运而生,FSO 链路发挥现有地面通信系统中光纤通信的角色,拥有大带宽和极高传输速率[6]。近年来,由于两种技术结合所带来的成本可控以及保密性强的优点,RF/FSO 混合通信成为了一种具有广阔前景的通信模式[7,8]。
对于无人机中继链路通信速率的研究,按照无人机是否移动分为固定式中继和移动中继,按照链路不同分为RF/RF 和FSO/RF 混合链路。无人机中继链路主要分为3 种:1)无人机中继两端链路均为光通信链路,在信道适应光传输,即能见度等参数较好的情况下链路传输速率非常高,且不受电磁频谱的限制,但是在光链路信道质量不佳时传输速率会急剧恶化甚至达到不能使用的地步;……
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