| Abstract |
Bezvadu optisko sakaru (FSO) sistēmu salīdzinošajai novērtēšanai dažādos viļņa garumos un modulācijas formātos nepieciešams ITU prasībām atbilstošs simulācijas ietvars. Maģistra darbā izstrādāts sešu soļu MATLAB simulācijas modelis OOK un PAM-4 modulācijai viļņa garumos 850 nm, 1550 nm, 3000 nm un 9000 nm pie 10 Gbit/s pārraides ātruma 1 km attālumā skaidros, dūmakainos, vieglas miglas un mērenas miglas apstākļos. Modelī apvienota Kima aerosola izkliede ar molekulāro absorbciju, kvazi-statisks Monte Karlo dziestošanas simulators ar 10 000 realizācijām katram apstāklim, piecu komponentu uztvērēja trokšņu modelis, adaptīvs trokšņa režīma apiešanas kritērijs un 63 atzaru MMSE tiešās plūsmas izlīdzinātājs.
Mērenas miglas apstākļos 9000 nm kanāla vājinājums ir par 14,51 dB mazāks nekā 850 nm kanālā, apstiprinot LWIR Mie izkliedes priekšrocību. Darbā identificēts no viļņa garuma atkarīgs apertūras vidējošanas efekts: apertūras vidējotais scintilācijas indekss 9000 nm kanālā ir 0,312, kas ir mazāks nekā 3000 nm kanālā (0,370), pretēji monotonai viļņa garuma–turbulences mērogošanai. Monte Karlo simulācija sakrīt ar teoriju ar precizitāti 0,08 dB. Pie 3000 nm un 9000 nm BER pārsniedz ITU-T G.975.1 FEC sliekšņus visos laikapstākļos, neskatoties uz pietiekamu uzņemamo jaudu, padarot detektora trokšņa ekvivalento jaudu (NEP) par dominējošo veiktspēju ierobežojošo faktoru. MMSE izlīdzināšana atjauno Batervorta amplitūdas zudumus pie 850 nm, sasniedzot Q = 7,941 skaidros, dūmakainos un vieglas miglas apstākļos, un Q = 4,33 mērenā miglā, kas atbilst FEC prasībām. Pie 1550 nm MMSE saglabā Q = 7,941 visos laikapstākļos.
ITU-T G.911 svērtās pieejamības analīze norāda, ka 1550 nm PAM-4 ir optimāla konfigurācija, sasniedzot 100 % A klases pieejamību pie 3,2 bit/s/Hz spektrālās efektivitātes. 850 nm OOK kanāls sasniedz 100 % A klases pieejamību, bet 850 nm PAM-4 — tikai 94,9 %. LWIR diapazoni nesasniedz 90 % pieejamību ar pašreizējām detektoru tehnoloģijām, un FEC izpildei mērenā miglā nepieciešams uzlabot NEP par aptuveni 3 dB pie 3000 nm un 6 dB pie 9000 nm. |
