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当前广泛应用的无线通信技术通常特指射频(Radio frequency,RF)通信技术,而RF技术所采用的频谱是一种极其稀缺的资源。与RF通信技术相比,自由空间光通信(Free-space optical communication,FSO)系统具有高带宽、无需频谱许可、高保密性、部署简单等优点。虽然FSO通信系统有诸多优势,但大气湍流和指向性误差会严重影响FSO系统的性能,导致单跳FSO链路只能在数公里的距离内进行信息传输。为了缓解RF与FSO通信系统面临的问题,混合RF/FSO中继系统得到了广泛的关注,逐渐成为了研究的热点。该系统融合了RF技术和FSO技术的优势,利用中继辅助技术巧妙地解决了RF技术频谱稀缺和FSO技术传输距离短的问题。采用单输入多输出(Single input multiple output,SIMO)分集、链路备份等技术可以有效提高系统性能,保证系统可靠性。采用上述技术进行系统设计时,需要综合考虑系统复杂度、系统性能等多个方面的因素。因此,需要对采用不同技术的混合RF/FSO中继系统性能进行定量分析,为今后的研究和应用奠定基础。本文RF信道均建模为Rayleigh分布模型,FSO信道建模为考虑指向性误差影响的M分布大气湍流联合信道模型。本文主要研究内容如下:(1)RF备份的混合SIMO-RF/FSO中继系统模型构建与性能分析1)构建RF备份的混合SIMO-RF/FSO中继系统模型,中继节点采用可变增益放大转发(Amplify-and-forward,AF)方案处理信号,并为FSO链路备份一条RF链路,提高系统的可靠性。2)推导系统端到端信噪比的累积分布函数(Cumulative distribution function,CDF),利用Meijer-G函数推导系统端到端中断概率、平均误码率及平均容量的闭合形式表达式。3)通过仿真对性能指标闭合公式的准确性进行验证并对不同条件下的系统性能进行对比分析。(2)基于固定增益的混合SIMO-RF/FSO中继系统模型构建与性能分析1)构建基于固定增益的混合SIMO-RF/FSO中继系统模型,其中SIMO-RF信道服从Rayleigh衰落,FSO信道服从考虑指向性误差的M分布大气湍流衰落。2)推导采用固定增益AF中继的混合SIMO-RF/FSO中继系统性能指标闭合形式表达式。3)通过计算机仿真,对不同条件下的系统性能进行分析,并对比采用固定增益和可变增益AF中继系统的中断概率和平均误码率性能差异。本文得到的系统性能指标闭合表达式的准确性均利用蒙特卡罗模拟进行了验证。本文的研究内容可以为混合SIMO-RF/FSO中继系统的研究和应用奠定理论基础。