Performance Characterization of Spatial Diversity Based Optical Wireless Communication over Atmospheric Turbulence Channels


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Optical wireless communication is regarded as the next-generation high-speed technology. It has demonstrated its capability to deliver data faster than any other state-of-the-art wireless communication technique. This technology has drawn attention as a means of implementing reliable high capacity outdoor systems that cannot be implemented by conventional fiber optics. It has emerged recently as an efficient solution to match the larger bandwidth and high data rates requirement of the upcoming wireless communication systems. However, although FSO (free space optics) system has many appealing features, it has rather disappointing performance for long links due to the degrading effects of atmospheric turbulence-induced fading. In the presence of such type of performance impairments, the received signal exhibits random intensity fluctuations, which increase the BER (bit error-rate), where the severe weather conditions can have a detrimental impact on the performance, which may result in an inadequate availability. The MIMO wireless optical procedure, in which the spatial dimensions are used to improve the reliability and spectral efficiency of point-to-point links, provides a promising approach to mitigate turbulence effects due to its powerful performance enhancing capabilities.

In this paper, we investigate a terrestrial atmospheric FSO communication system operating under the influence of strong atmospheric turbulences. Additionally, the MIMO technique with equal gain combining (EGC) is used in this work to enhance the data rate of the proposed system. Atmospheric turbulence impacts are modeled as a lognormal channel with due regard for geometric losses. With the use of NRZ line coding, an FSO highly sensitive receiver using either avalanche photodetector (APD) or PIN is designed and simulated for best system performance. The preference is achieved by using Bessel and Gaussian filters. It has been found that APD receiver using Gaussian filter is suitable for long-range links with APD gain value of 3. Also, the selection of APD gain is critical to the system performance. In addition, the optimal value of APD gain required for best system performance decreases as the size of the MIMO technique increases. The achievable performance improvements including received power levels, BER and Q-factor are also discussed. The results show that the system with optical amplifier at the transmitter gives an optimum performance. In addition the system performance is enhanced in most weather conditions by using an amplified 2×2 MIMO-FSO system with booster amplifier.

Об авторах

Mohamed El Mashade

Al-Azhar University

Автор, ответственный за переписку.
Email: MohamedElMashade@Gmail.com
Египет, Cairo

Ahmed Toeima

Al-Azhar University

Email: MohamedElMashade@Gmail.com
Египет, Cairo

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».