【摘 要】
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云无线接入网络（Cloud-radio Access Network,C-RAN）是第五代移动通信（The Fifth-Generation Mobile Communication,5G）中最具前景的一种架构。它将传统移动通信网络中的基站拆分成负责信号接收的射频拉远单元（Remote Radio Unit,RRU）和负责信号处理的基带处理单元（Baseband Unit,BBU）。在这种架构中,
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云无线接入网络（Cloud-radio Access Network,C-RAN）是第五代移动通信（The Fifth-Generation Mobile Communication,5G）中最具前景的一种架构。它将传统移动通信网络中的基站拆分成负责信号接收的射频拉远单元（Remote Radio Unit,RRU）和负责信号处理的基带处理单元（Baseband Unit,BBU）。在这种架构中,用户通过RRU将大量信息转发给BBU进行处理。因此,从RRU到BBU的这段前传链路需要同时满足极大的传输容量和极低的传输时延。这是传统的射频（Radio Frequency,RF）通信无法满足的,自由空间光（Free Space Optical,FSO）通信便成为目前最好的解决方案之一。FSO通信是一种视距（Line-OF-Sight,LOS）内通信。与传统的RF通信相比,它具有超大的前传容量、低时延、丰富且免费的频谱资源以及极好的安全性。这些优势使得混合双跳RF/FSO系统可以在C-RAN前传链路中得到很好的应用。在C-RAN架构下双跳RF/FSO系统体现在从用户到RRU的第一跳链路采用RF通信,从RRU到BBU的第二跳链路采用FSO通信。5G超密网络的部署使得用户数激增,用户侧的共道干扰（Co-Channel Interference,CCI）不可忽视。在此背景下研究存在共道干扰的混合双跳RF/FSO系统性能及提升方案是决定这一架构能否适用于C-RAN架构的前提。在本文中,我们首先对受共道干扰影响的双跳RF/FSO系统性能进行了研究。首先给出了系统架构,整个系统由单个用户、一个译码转发（Decode-and-Forward,DF）中继和一个目的节点组成。其中中继处受到L个共道干扰的影响。为了更加贴合实际通信情况,我们采用κ-μ阴影衰落来描述RF链路,以准确描述5G微微蜂窝直视和阴影分量的信道特性;选择指数韦伯（Exponentiated Weibull,EW）衰落模型来描述FSO信道,以包含孔径平均等湍流抑制效果,并在此基础上引入指向误差造成的信道衰落。进而推导出系统端到端的中断概率（Outage Probability,OP）、二进制频移键控（Binary Phase Shift Keying,BPSK）调制格式下的平均误比特率（Average Bit Error Rate,ABER）的闭合表达式,探究了共道干扰源的数量、干扰大小以及指向误差等因素对系统的影响。最后,我们发现共道干扰源数量或者大小的增加,都会影响系统的性能;湍流强度的增加和指向误差也会使系统的性能显著恶化。其次出于对系统性能改善的考虑,我们又进一步研究了在RF第一跳使用多用户分集技术带来的性能提升效果。受共道干扰影响的中继节点不再给所有用户提供均等的接入机会,而是先将所有用户的信道条件进行比较,再赋予信道条件最好的用户优先接入的机会。基于上述背景,分析了用户数对系统性能的改善。结果表明,随着用户数的增加,系统的性能得到了显著的提高。此外,孔径平均技术也对整个系统的性能有很好的改善。
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