Mô hình hệ thống FSO chuyển tiếp điện

Mô hình hệ thống FSO chuyển tiếp nối tiếp sử dụng điều chế M-PPM đề xuất như trong Hình 3.2 [J3]. Nút nguồn (S) phát tín hiệu dữ liệu tới nút đích (D) thông qua Kr nút trung gian đặt nối tiếp gọi là các nút chuyển tiếp (R). Tại nút nguồn, dữ liệu đầu vào trước tiên được chia thành các khối b bit. Sau đó, mỗi khối được sắp xếp vào một trong M ký hiệu (s0, s1,…, sM-1) với M = 2b. Tại bộ điều chế PPM, khoảng thời gian ký hiệu, Tw, được chia thành M khe thời gian và một xung quang với công suất trung bình Pt được gửi đi ở một trong M khe thời gian này, trong khi

M – 1 khe thời gian còn lại để trống (không có tín hiệu phát đi). Tuy nhiên, do dòng phân cực của laser, trong trạng thái tắt vẫn có tín hiệu với công suất Pn = rexPt phát trong các khe thời gian không có tín hiệu, trong đó rex là tỉ số phânbiệt [9]. Mỗi khe thời gian có khoảng thời gian là Ts = b/MRb trong đó Rb là tốc độ bit.

Giả sử rằng hi là hệ số kênh suy hao ngẫu nhiên của kênh truyền giữa nút (i-1) và nút i. Tín hiệu thu (dòng tách quang tại đầu ra của các bộ tách sóng quang) tại nút thứ i được xác định theo công thức (3.1):

I s  P hns  Iiin  t isi n (3.1) Ii Pt r ex h i n si

trong đó Iis là tín hiệu thu khi có xung quang trong khe thời gian có xung và Iin là tín hiệu thu khi không có xung quang trong các khe thời gian còn lại. là đáp ứng của bộ tách sóng quang. nsis và nsin được định nghĩa là các thành phần nhiễu ở các khe thời gian có tín hiệu và không có tín hiệu. Xét ảnh hưởng của suy hao đường truyền (hil), nhiễu loạn khí quyển (hia) và lỗi lệch hướng (hip), thì hệ số kênh (hi) được xác định theo công thức (3.2):

hihil hia hip (3.2)

Hệ số kênh hi được xác định theo công thức (2.57b). Áp dụng biến đổi trong [145, công thức (07.34.16.0001.01) – Phụ lục D] để đơn giản hóa ta được công thức dạng tường minh đối với trạng thái kênh kết hợp, fhi hi , theo công thức (3.3) [J3]:

f h    2 G3,0   h i i i  i i i hi i A0,i hilii 1,3 A0,i hil   i 2  (3.3) i 21,i  1,i1 

trong đó G là hàm G Meijer (Phụ lục A),izeq,i / 2s,i là tỉ số giữa bán kính búp sóng quang tương đương tại bộ thu thứ i (zeq,i ) và độ lệch chuẩn của sự lệch hướng tại máy thu thứ i ( 2 s,i );i ,i đại diện cho số lượng hiệu dụng của các xoáy kích thước lớn và xoáy kích thước nhỏ của quá trình tán xạ trong kênh truyền chặng thứ i.

Tại mỗi nút chuyển tiếp hoặc nút đích, các ký hiệu PPM được tách tại bộ giải điều chế PPM bằng cách so sánh dòng tách quang trên M khe thời gian, và vị trí khe thời gian có dòng cao nhất được sẽ được quyết định là có xung tín hiệu được phát đi. Vị trí khe thời gian có tín hiệu được phát đi sẽ giúp xác định ký hiệu PPM được phát. Tại các nút chuyển tiếp, ký hiệu sau khi được tách sẽ được tái điều chế PPM trước khi tiếp tục được phát đến nút chuyển tiếp tiếp theo hoặc đến nút đích với

công suất trung bình Pt. Cuối cùng, tại nút đích, ký hiệu đã được tách sẽ được chuyển đổi sang dữ liệu nhị phân bởi bộ chuyển đổi ký hiệu - bit.