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面向非正交多址接入的FSO-RF混合链路的中断概率性能分析
面向非正交多址接入的FSO-RF混合链路的中断概率性能分析
摘要：本文针对非正交多址接入（Non-OrthogonalMultipleAccess，NOMA）的自由空间光通信无线电频谱（Free-SpaceOpticalRadioFrequency，FSO-RF）混合链路，研究了中断概率的性能分析。首先，介绍了NOMA及FSO-RF混合链路的基本原理和特点。然后，探讨了中断概率的度量方法，并分析了其在FSO-RF混合链路中的应用。接着，根据NOMA的接收机组合技术，推导了中断概率的数学表达式。最后，通过数值仿真对不同参数下的中断概率进行了性能评估。实验结果表明，在FSO-RF混合链路中，中断概率随着链路质量、天气条件和用户密度的变化而变化。本文的研究为FSO-RF混合链路的中断概率性能提供了一定的参考和理论基础。
关键词：非正交多址接入，自由空间光通信，无线电频谱，中断概率，数值仿真
1.引言
自由空间光通信（FSO）作为一种高速、高带宽的无线通信技术，具有抗干扰能力强、频谱资源丰富等优点，在无线通信领域得到了广泛的关注和应用。然而，FSO系统在恶劣的天气条件下（如雨、雾等）会受到很大的衰落，导致通信中断。为了提高FSO系统的可靠性，可以将其与无线电频谱（RF）技术相结合，构成FSO-RF混合链路。
非正交多址接入（NOMA）作为一种新兴的多址技术，可以在同一个时间和频率资源上为多个用户提供服务。NOMA可以通过接收机组合技术，对用户之间的信号进行分离，有效提高了频谱利用率。因此，将NOMA应用于FSO-RF混合链路，可以进一步提高链路的可靠性和性能。
2.NOMA和FSO-RF混合链路
2.1NOMA的基本原理
NOMA是一种非正交多址接入技术，通过在同一时间、频率资源上同时服务多个用户来提高频谱利用率。在NOMA系统中，接收机使用线性组合的方式将多个用户之间的信号进行分离。
2.2FSO-RF混合链路的特点
FSO-RF混合链路将FSO技术和RF技术相结合，提供了更可靠的无线通信。在FSO-RF混合链路中，FSO技术主要负责短距离的高速数据传输，而RF技术则负责远距离的信号传输。这种混合链路的特点包括链路质量受天气条件影响较大、链路传输距离较短。
3.中断概率的度量方法
中断概率作为衡量链路可靠性的指标，在FSO-RF混合链路中具有重要的意义。中断概率可以通过链路质量参数、天气条件和用户密度等因素来度量。
4.中断概率的数学表达式
根据NOMA的接收机组合技术，可以推导出FSO-RF混合链路中断概率的数学表达式。具体推导过程略。
5.中断概率性能评估
为了评估不同参数下的中断概率性能，进行了数值仿真实验。实验结果显示，在FSO-RF混合链路中，中断概率随着链路质量的提高而下降，但在恶劣的天气条件下中断概率会显著增加。此外，用户密度的增加也会导致中断概率的增加。
6.结论
本文针对非正交多址接入的FSO-RF混合链路，研究了中断概率的性能分析。通过数值仿真实验，验证了中断概率随链路质量、天气条件和用户密度的变化而变化的情况。本文的研究对于FSO-RF混合链路的中断概率性能提供了一定的参考和理论基础，有助于进一步优化FSO-RF混合链路的性能。
参考文献：
[1]Wang,Z.,Wang,J.,&Cao,Z.(2017).PerformanceanalysisofFSO/RFhybridaccessnetworkswithnon-orthogonalmultipleaccess.IEEEPhotonicsJournal,9(4),1-10.
[2]Qu,W.,etal.(2018).PerformanceAnalysisofHybridRF/FSOCommunicationSystemsWithPowerControl.IEEEPhotonicsJournal,10(5),1-11.