基于译码转发的双跳混合RF_FSO系统性能分析

基于译码转发的双跳混合RF/FSO 系统性能分
析
学校代码 10701
分类号 TN91 学 号 17011210531 密 级 公开
西安电子科技大学
硕士学位论文
作者姓名： 沈 聪
领 域：电子与通信工程
学位类别：工程硕士
学校导师姓名、职称：易 湘 副教授
企业导师姓名、职称：赵瑞琴 副研究员
学 院：通信工程学院
提交日期：2020年4月
Performance analysis for the dual-hop mixed RF/FSO system with decode-and-forward
relay scheme
A thesis submitted to
XIDIAN UNIVERSITY
in partial fulfillment of the requirements
for the degree of Master
in Engineering
By Shen Cong
Supervisor: Yi Xiang Associate Professor
Zhao Ruiqin Associate Research Fellow
April 2020
摘要
摘要
云无线接入网络(Cloud-radio access network ，C-RAN)是第五代移动通信中极具前景的一种新型通信架构。

它将传统移动通信网络中的基站接收和处理信息的能力进行了拆分。

其中，射频拉远单元(Remote radio unit ，RRU)只负责信号的接收，基带处理单元(Baseband unit ，BBU)，则负责信号的处理。

在C-RAN 架构中，用户将信息发送给RRU ，然后RRU 将接收到的大量信息再转发给BBU 进行处理。

因此，从RRU 到BBU 的这段前传链路需要极大的传输容量以及极低的传输时延。

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)通信便成为较好的选择之一。

FSO 通信是一种以大气为传输媒介，以光为载波的新型无线通信技术。

与传统的RF 通信相比，它不仅具有丰富且免费的频谱资源，还具有极好的保密安全性。

与光纤相比，它极易安装，不用挖沟槽铺光缆，极大的减少了铺设成本。

所以，近年来FSO 通信受到了研究者们的广泛关注。

其中最受关注的便是对双跳混合RF/FSO 系统的研究。

该系统结构充分的利用了RF 通信与FSO 通信的优点，拓宽了FSO 通信的应用场景，其中便包含了双跳混合RF/FSO 系统在C-RAN 架构中的应用。

其中，从用户到RRU 的第一跳采用RF 通信，从RRU 到BBU 的第二跳采用FSO 通信。

但是由于FSO 通信以大气为传输媒介，所以极其容易受到天气等因素的影响。

所以对双跳混合RF/FSO 系统模型的性能进行研究与改进是极其有必要的。

本文与前人工作的主要不同点在于，首次对采用μκ-阴影衰落模型和指数韦伯(Exponentiated weibull ，EW)衰落模型的双跳混合RF/FSO 系统的性能进行了分析。

同时，根据μκ-阴影衰落模型中参数m 和μ的大小关系重写了μκ-阴影衰落模型的概率密度函数(Probability density function ，PDF)，其中m 和μ需要为正整数。

然后根据新推导的μκ-阴影衰落模型的PDF 和EW 衰落模型的概率密度函数推导出各自的累积分布函数(Cumulative distribution function ，CDF)。

最后由两个信道的CDF 推导出双跳混合RF/FSO 的系统性能。

其中，在RF 链路段考虑了参数m 和μ的变化对系统性能的影响，在FSO 链路段考虑大气湍流以及孔径平均技术对系统性能的影响。

在此基础上，出于对系统复杂性和可靠性的考虑，又进一步研究了RF1/FSO-RF2系统。

一方面，给出了μκ-阴影衰落模型PDF 新的推导方法。

不用再根据m 和μ的大小关系进行分类讨论，且m 和μ可以为任意正实数。

另一方面，为了提高前传链路的可靠性。

本文利用毫米波与FSO 通信技术性能互补的特性，给FSO 链路增加了一条备份链路，在FSO 链路通信状况较差时，使用备份链路进行数据传输。

最后，对新构建的双跳混合RF1/FSO-RF2系统性能进行了分析。

西安电子科技大学硕士学位论文
关键词：自由空间光，云无线接入网，双跳混合RF/FSO系统，双跳混合
κ-阴影衰落模型，EW衰落模型。

RF1/FSO-RF2系统，μ
ABSTRACT
ABSTRACT
The cloud-radio access network (C-RAN) is a new promising communication architecture in the fifth generation (5G) of mobile communication. It splits the ability of base stations in traditional mobile communication networks to receive and process information. Among them, the remote radio unit (RRU) and baseband unit (BBU) responsible for signal reception and processing, respectively. In the C-RAN architecture, the user equipment sends information to the RRU, and the RRU forwards information to the BBU for processing. Therefore, the fronthaul link from the RRU to the BBU requires great transmission capacity and extremely low transmission delay. This cannot be satisfied by traditional radio frequency (RF) communication. Thus, the free space optical (FSO) communication technology can be a good choice.
FSO communication technology is a new type of wireless communication technology, which uses the atmosphere as the transmission medium and laser as the carrier. Compared with RF communication, it not only has rich and free spectrum resources, but also has excellent confidentiality and security. Compared with optical fiber, it is extremely easy to install, without digging trenches and laying optical cables, which greatly reduces the laying costs. Therefore, in recent years, FSO communication has received widespread attention from researchers. One of the most concerned is the research on the dual-hop mixed RF/FSO system. This system structure makes full use of the advantages of RF technology and FSO technology, and broadens the application scenarios of FSO technology, which includes the application of dual-hop mixed RF / FSO system in C-RAN architecture. Among them, the first hop from the user to the RRU uses RF link, and the second hop from the RRU to the BBU uses FSO link. However, the FSO technology uses the atmosphere as a transmission medium, it is extremely vulnerable to weather and other factors. Therefore, it is extremely necessary to research and improve the performance of the dual-hop mixed RF/FSO system model.
The main difference between this paper and the previous work is that the performance of the dual-hop mixed RF/FSO system with the -κμshadow fading model and the Exponentiated Weibull (EW) fading model is analyzed for the first time. At the same time, the probability density function (PDF)of the -κμshadow fading model was rewritten
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according to the size between the parameters m and μin the -κμshadow fading model, where m and μneed to be positive integers. Then according to the newly derived of -κμshadow fading model and EW fading model's PDF, the respective cumulative distribution function (CDF) is derived. Finally, the CDF of the two channels deduces that the dual-hop mixed RF/FSO considers the impact of changes in parameters and on the system performance in the RF link, and considers the effects of atmospheric turbulence and aperture averaging on the system performance in the FSO link.
On this basis, for the sake of system complexity and reliability, we further studied the dual-hop mixed RF1/FSO-RF2 system. On the one hand, a new derivation method of PDF for -κμshadowed fading model is given. It can avoid discussing the relationship between m and μ, m and μcan be any positive real number. On the other hand, in order to improve the reliability of the fronthaul link. We use the complementary performance of millimeter wave and FSO communication technology to add a backup link to the FSO link. When the communication status of the FSO link is poor, the backup link is used for data transmission. Finally, the performance of the newly constructed dual-hop mixed RF1/FSO-RF2 system is analyzed.
Keywords: FSO,C-RAN，dual-hop mixed RF/FSO system, dual-hop mixed RF1/FSO-RF2 system, -κμshadowed fading, EW turbulence distribution.
插图索引
图2.1 双跳混合的RF/FSO系统模型 (7)
图2.2 双跳混合的RF1/FSO-RF2系统模型 (8)
图2.3 大气湍流传播模型 (12)
图2.4 激光通过大气湍流的离散图谱 (16)
图3.1 双跳混合RF/FSO系统简化图 (19)
图3.2 弱湍流条件下参数m和μ的变化对系统中断概率的影响 (27)
图3.3 中等湍流条件下参数m和μ的变化对系统中断概率的影响 (28)
图3.4 弱湍流条件下参数m和μ的变化对系统平均误码率的影响 (29)
图3.5 不同湍流条件下系统的平均误码率 (31)
图4.1 双跳混合RF1/FSO-RF2系统模型简图 (34)
图4.2 不同湍流条件下两种结构的中断概率对比 (38)
图4.3 参数m和μ对混合RF1/FSO-RF2系统中断概率的影响 (39)
图4.4 不同湍流条件下两种结构的平均误码率对比 (39)
图4.5 参数m和μ对混合RF1/FSO-RF2系统平均误码率的影响 (40)
表格索引
表2.1 -κμ阴影衰落模型的概括性 (11)
表2.2 指数韦伯衰落信道的概括性 (18)
表3.1 大气湍流参数 (26)
表3.2 系统参数 (26)
符号对照表
符号 符号名称
ms 毫秒
km
千米 Gbps
吉比特每秒 Gbit/s
吉比特每秒 Mbps
兆比特每秒 Mbit/s
兆比特每秒 0I
零阶贝塞尔函数 ()Γ
伽马函数
求均值 []E
期望 ()k
波赫汉默符号 (),,p q
m n G
梅耶G 函数 ()Q
高斯Q 函数 2
n C
大气折射率结构参数 2
n σ
闪烁系数 I
辐照度波动 D
接收孔径直径 κ
射频链路视线角成分大小参数 m
射频链路阴影强弱参数 μ
射频链路多径簇数 α
EW 湍流衰落形状参数 β
EW 湍流衰落形状参数 η
EW 湍流衰落范围参数 ()v K x v 阶麦克唐纳函数
缩略语对照表
缩略语英文全称中文对照
RF Radio frequency 射频
FSO Free space optical 自由空间光
4G Fourth generation 第四代移动通信
5G Fifth generation 第五代移动通信
C-RAN Cloud radio access network 云无线接入网络UE User equipment 用户设备
RRU Remote radio unit 射频拉远单元BBU Baseband unit 基带处理单元
BS Base station 基站
LN Lognormal 对数正态
GG Gamma-Gamma 伽马-伽马
EW Exponentiated weibull 指数韦伯
PDF Probability density function 概率密度函数CDF Cumulative distribution function 累积分布函数MMW Millimeter wave 毫米波
LOS Line-of-sight 视线角
IM/DD I ntensity modulation direct detection 强度调制/直接检测AF Amplify-and-forward 放大转发
DF Decode-and-forward 译码转发
目录
目录
摘要 (I)
ABSTRACT (III)
插图索引 (V)
表格索引 ............................................................................................................................ V II 符号对照表 ......................................................................................................................... I X 缩略语对照表 ..................................................................................................................... X I 第一章 .. (1)
1.1选题背景及意义 (1)
1.2国内外研究现状 (2)
1.3论文工作及结构安排 (5)
第二章系统及信道模型 (7)
2.1系统模型 (7)
2.1.1双跳混合RF/FSO系统模型 (7)
2.1.2双跳混合RF1/FSO-RF2系统模型 (8)
2.2中继方案 (9)
2.3信道模型 (9)
2.3.1射频信道模型 (10)
2.3.2大气湍流模型 (12)
2.4本章小结 (18)
第三章译码转发的双跳混合RF/FSO系统性能分析 (19)
3.1系统概述 (19)
3.2系统中断概率推断 (20)
3.2.1RF链路累积分布函数 (20)
3.2.2FSO链路的累积分布函数 (21)
3.2.3双跳混合RF/FSO系统中断概率 (22)
3.3系统平均误码率 (23)
3.4数值仿真 (26)
3.4.2中断概率数值仿真 (27)
3.4.3平均误码率数值仿真 (28)
3.5本章小结 (31)
第四章译码转发的双跳混合RF/FSO系统的改善 (33)
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4.1系统概述 (33)
4.2双跳混合RF1/FSO-RF2系统中断概率 (34)
4.2.1RF1系统的累积分布函数 (34)
4.2.2RF2系统的累积分布函数 (35)
4.2.3双跳混合RF1/FSO-RF2系统的中断概率 (35)
4.3双跳混合RF1/FSO-RF2系统的平均误码率 (36)
4.4数值仿真 (37)
4.4.1中断概率数值仿真 (37)
4.4.2平均误码率数值仿真 (39)
4.5本章小结 (41)
第五章总结与展望 (43)
参考文献 (45)
致谢 (49)
作者简介 (51)
第一章绪论
第一章
1.1选题背景及意义
随着通信技术的发展，5G成为了人们生活中最具关注度的词汇之一，人们对5G 技术的研究热情居高不下。

与第四代移动通信(Fourth generation，4G)相比[1]，5G网络数据传输速率要达到10 Gbps，这意味着，下载一部高清电影可能只需要5秒左右。

可连接的设备数量要达到4G的百倍以上。

同时，响应时延更低，5G的传输时延要在1ms以下[2]，是4G数据传输时延的五十分之一。

传统的分层异构网络采用不断划分小区的方法来提高系统容量，从宏基站到微基站，再到微蜂窝、微微蜂窝、毫微微蜂窝等。

但是由于频谱资源的匮乏，各小区之间需要不断地使用频谱资源再利用技术。

但是由于相邻频谱之间存在严重的频谱间干扰问题，所以分层异构网络不再适用于5G网络架构。

在此基础上，人们提出了新一代的云无线电接入网络架构[3]。

它具有四个主要的优点，第一，它可以降低能源的消耗，减少运营商的资本投入，从而也使得用户资费有所降低。

第二，它可以提高频谱效率，增加数据传输速率，提高用户体验。

第三，由于C-RAN架构安装较为灵活，所以在铺设和设备更新方面也更加简单。

最后，由于信息集中处理的优点，它可以更好地更好的支持移动互联网服务。

而前传链路是5G C-RAN 架构中的重中之重，不可避免的成为了当前各大通信行业的研究热点。

C-RAN架构是一种非常具有发展前景的5G网络架构[4]。

其通过部署大量的低成本的RRU捕获来自用户设备(User equipment，UE)的信息并将它们转发到BBU。

这等于是将传统的基站(Base staion，BS)功能进行分离，将信号的处理功能进行了集中。

基带处理在虚拟BBU池中的站点之间集中和共享，这意味着它能够适应非均匀的流量并合理利用分配资源，使得信号的处理过程更加高效。

同时，由于集中化处理，使得C-RAN架构中的BBU比传统基站架构中所需的BBU数目更加少，电力和能源的消耗都有所降低，因此C-RAN也可以很好降低网络运行成本。

此外，在C-RAN架构中可以很方便地添加和升级新的BBU，从而提高网络的可伸缩性且简化网络维护。

最后，虚拟的BBU池可以被不同的网络运营商共享，允许他们以云服务的形式租用无线接入网。

以上几点极大的满足了运营商对网络的要求。

但是由于C-RAN架构集中处理的特性，从RRU到BBU的前传链路便显得尤为重要，对容量的高需求是前传链路中不可避免的一点[5]。

传统的有线铜缆或光纤前传链路是理想的前端媒体，但它们的部署并不灵活，安装成本高，且不易扩展。

而传统RF链路的频谱资源又很少，重复利用频谱资源也会产生较严重的频谱间干扰，所以
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需要购买更多的频谱资源从而造成成本的提高。

因此，新颖的FSO技术成为了完成前传链路的数据传输一个极佳的选择。

FSO具有非常高的光学带宽且都是免费可用的，支持10 Gbit/s的数据传输速率完全满足5G的需求[6]。

同时，前传链路与射频链路之间也不存在频谱间干扰问题。

所以将其应用在C-RAN架构的前传链路上是完全符合运营商需求的。

但是，由于FSO链路采用的是大气信道，这使它在具有以上各种优点的同时，也有无法避免的缺点。

光束在空气中传播受到一定的传输损耗是不可避免的，这一点限制了FSO的传输距离，有实验研究表明，理想状态下FSO的传输距离是5 km，正常大气条件下的传输距离仅有2 km。

此外，由于大气环境的易变性，FSO光束在大气传播中极易受到雾、雪、大气湍流等恶劣天气条件的影响。

这类恶劣天气条件下，FSO系统的传输可靠性会严重降低，甚至会出现中断。

最后，由于FSO通信系统对发送端与接收端的光束对准有着极高的要求，而大风、地震或热胀冷缩等环境变化会给发送端与接收端的光束对准带来了极大的挑战。

因此，对使用了FSO通信技术的C-RAN上行链路的系统性能进行研究与改善具有极其重要的意义。

1.2国内外研究现状
早在上个世纪六十年代初期，各国研究员就开始对无线光通信技术进行研究。

其中空间卫星通信以及空对地等各种形式的自由空间光通信系统成为了各发达国家的研究热点。

经过长时间的时间沉淀以及技术积累，发达国家在无线光通信的研究上都取得了一定的突破。

而我们国家由于对自由空间光通信方面的研究起步较晚，在一定程度上还要远远落后于国际上这些起步比较早的国家，如美国、德国和日本等发达国家。

因此，无线光通信技术是我国当下需要研究的重点之一。

上个世纪60年代，美国率先开始了对无线激光通信的研究。

到了2013年10月，美国的国家航空航天局已经可以完成月球到地球之间的双向无线激光通信了，为行星与地球之间的通信打开了一扇新的大门。

而此次月球与地球间的双向激光通信的传输距离高达385000 km，上行链路速率为20 Mbit/s，下行链路速率高达622 Mbit/s。

无论是在距离上，还是在数据传输速率方面，都是传统射频通信无法达到[7]。

到20 世纪90 年代初期，日本东京的日本通信研究实验室研发了一种搭载于工程测试卫星V1上的激光通信实验设备。

在1995年完成了东京地面站与工程测试卫星之间的无线激光通信实验，完成了世界上首次卫星与地球表面的激光通信。

该设备采用了强度调制直接检测(Intensity modulation direct detection，IM/DD)的检测方式，
第一章绪论
其数据传输速率可以达到1.024 Mbps，传输距离约为三万六千公里，给无线激光通信打开了一扇新的大门[8]。

继日本之后，欧洲航天局与德国宇航中心从1997年开始合作研究无线激光通信在卫星与卫星之间的通信传输，终于在2002年首次完成了近地轨道卫星与地球同步轨道卫星间的无线激光通信，其前向链路速率达到2.048 Mbps，返回链路速率为50 Mbps。

此次激光通信实验的成功给复杂的星间通信带来了一种新的解决方案[9]。

在发达国家对无线激光通信开始着手研究的时候，中国的部分空间光通信研究机构在上个世纪90年代末也开始展开关于无线激光通信研究。

虽然我国的科研道路起步较晚，但是在2011年10月，以哈尔滨工业大学的马晶、谭立英教授为主的研究团队实现了在近2000公里的距离下微弧度量级精确双向的极窄光束相互对准。

我国终于完成了首次星地激光链路实验。

其难度用“针尖对麦芒”来形容也毫不为过。

而且星地下传单路数据速率达到了504 Mbps。

这次星地之间无线光通信实验的成功，不仅为我国光通信技术的发展提供了重要的实验依据，也更加体现了中国研究员们不畏艰难困阻，勇力攀登向上的不屈精神面貌[9]。

经过这些年的发展，无限光通信产品已经比较成熟了，尤其在世界比较著名的一些通信网络公司中，如：Terabeam、Airfiber 和Canon 等。

如今，它被广泛的应用于一些重要的场合之中。

在2000年澳大利亚的悉尼奥运会上，人们就开始尝试使用Terabeam 公司的FSO设备进行图像数据传输，体现了无线光通信技术在大型赛事或者人群密集活动等方面的优越性。

之后，应西雅图的四季饭店所邀，该公司的FSO设备被成功部署在饭店的各个角落，给用餐客户带来了急速的网络体验，其最高通信数据速率可以达到100 Mb/s。

接下来的几年里，该公司成功在全美建设了近百个FSO 城域网，给美国的光通信事业带来了巨大的贡献。

另一家著名的Airfiber 公司则是在美国波士顿地区实现了FSO通信网和光纤网的互通，这成功的给无线光通信带来了新的机遇与挑战。

因为和光纤相比，FSO具有很强的不稳定性，但是在光纤无法达到的区域里，FSO却可以作为一种新的补充技术来维持用户的高速数据通信体验。

2003 年，美国地方法院与佳能美国公司宣布达成协议，同意在法院等地区部署对方的自由空间光通信设备，而这些系统在911恐怖袭击之后的灾难重建工作中发挥了极其重要的作用[7]。

在国内，在美国地方法院与佳能美国公司达成协议之后，上海铁通宣布采购50 套以上Terabeam 公司的无线光通信设备。

与之前提到的几种FSO系统应用场景不同，上海铁通主要将这些设备主要部署于繁华的陆家嘴金融区，主要用于日常的生活使用。

除此之外，上海铁通还将自己购买的FSO设备租赁给国内其他的通信网络公司，如联通和网通。

FSO设备的应用，不仅提高了铁通公司的办事效率，同时也给其带来了更多的客户群体。

有了一个良好的开端，FSO设备在国内受到了极大的
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欢迎，使用FSO设备的国内公司如雨后春笋般显露出来。

其中，中国长城宽带公司是规模最大的一个，它宣布将使用Terabeam 公司的FSO 设备建设15个城市的宽带网络，并表示在未来2年内会继续加大这方面的投入与建设。

由于成熟的FSO系统给用户带来了极其优秀的体验，全世界各国都对FSO系统的建设展现出了极大的兴趣[10]。

至此，FSO系统的发展已经进入了一个相对高速的时期，各种应用场景也都有了一定的技术积累。

而5G时代的到来也给FSO系统带来了新的机遇与挑战。

5G技术的发展对各国通信行业的重要性是不言而喻的，各国对5G的研究都在如火如荼的进行中，可以说谁在5G的研究中领先一步，在未来的通信行业中便能占据主导地位。

云无线电接入网络是一种具有很大前景的新型通信网络架构，也是5G研究中的重中之重。

它能很好的满足移动网络运营商的目标，正如中国移动研究院，IBM，阿尔卡特朗讯，华为，中兴通讯，诺基亚西门子通信，英特尔和德州仪器所设想的那样。

C-RAN被视为2020年第五代移动网络中支持软和绿色技术的移动网络的典型实现。

由于C-RAN架构的前传链路对带宽的需求特别大，所以，具有大带宽的光纤和FSO 技术成了应用于5G C-RAN前传链路的两种主要技术。

由于FSO安装灵活的特点，所以在一些光纤无法铺设，或者铺设成本过高的区域，FSO便成了不可缺少的选择，所以对双跳混合RF/FSO结构的性能研究成为了通信行业的热点[11]。

对于双跳混合的RF/FSO结构。

早在2011年，Eunju Lee等人便开始着手研究采用放大转发（Amplify-and-forward，AF）中继转发的双跳混合RF/FSO系统架构了[12]。

其中RF链路采用Rayleigh 衰落，FSO链路采用伽马-伽马(Gamma-Gamma，GG)分布来描述湍流导致的衰落。

然而AF转发在放大用户信息的同时还会放大噪声，无法提高很高的信噪比增益。

此外，Rayleigh衰落只能简单的表示多径衰落，而在5G通信场景中，除了多径衰落，阴影也是一个不可忽视的因素。

GG虽然在整个弱到强的湍流区域都是有效的，但是它只对点接受机有效，无法很好地展现系统特性。

因此，后来Sanya Anees 等人便开始研究采用译码转发(Decode-and-forward，DF)的双跳混合RF/FSO结构了[13]。

其中，采用DF转发方案的中继会对所接受的信号进行解码并重新编码向目的节点进行发送，从而得到更高的系统性能。

而RF链路则采用更加通用的Nakagami-m 链路，其再考虑多径的同时，也将大尺度的阴影衰落包含在内。

不过在FSO链路上，其采用的还是GG分布。

在2012年，Barrios R等人提出了指数韦伯分布来描述FSO链路中湍流导致的衰落。

它描述的发射高斯光束和接收机孔径都是有限的，这一点更加的贴近实际的近地FSO应用场景。

所以，最近采用Nakagami-m 和EW分布的双跳混合RF/FSO系统结构吸引力大量的关注。

在2016年，赵静等人研究了DF中继转发的双跳混合RF/FSO系统在空网上的应用。

RF链路采用通用性较为良好的Nakagami-m链路，FSO链路采用最贴合实际情况的EW衰落模型[14][15]。

到
第一章绪论
2018年，Khaled Ahmed 和Steve Hranilovic等人研究了该结构在C-RAN架构上的应用，并且给出了详细的性能分析[16]。

在2014年，José F. Paris提出了一种新的RF链路信道模型——κ-μ阴影衰落模型，该模型不仅比Nakagami-m具有更高的概括性，也更加符合5G应用场景[17]。

因为在5G场景中，由于接收天线离用户越来越近，阴影一般都是由人类移动造成的，所以传统的描述阴影的大尺度衰落模型已经不太适合应用于该场景了。

κ-μ阴影衰落模型则将传统的多径衰落和这种有由人类活动造成的视线角(Line-of-sight，LOS)阴影衰落结合了起来。

所以，对于研究该结构的研究者们来说，将κ-μ阴影衰落模型应用在双跳混合RF/FSO系统中，便成了他们最关注的一点。

因此，对使用κ-μ阴影衰落模型以及EW大气湍流模型的双跳混合RF/FSO系统性能的研究是极其有必要的。

1.3论文工作及结构安排
本文的主要工作为：
1）对C-RAN架构与传统的异构式架构进行了简单的对比；
2）对应用于C-RAN架构上行链路的双跳混合的RF/FSO系统架构进行了详细的分析；
3）对常见的RF信道模型以及大气湍流模型进行了完整的描述；
4）对双跳混合的RF/FSO系统进行了改善，并对新构建的双跳混合的RF/FSO-RF 系统进行了详细的性能分析。

本文主要章节如下：
第一章对FSO的技术背景及其潜在的应用场景进行了深入研究，并对FSO技术以及双跳混合的RF/FSO系统架构在当前的国内外研究现状进行了总结。

第二章首先对整个双跳混合的RF/FSO系统架构进行介绍，然后对各个模块进行详细的分析。

其中主要包含对几种常用的RF信道模型，以及常用的几种大气湍流模型进行详细介绍，最后列表进行了对比。

第三章主要对采用了κ-μ阴影衰落模型以及EW大气湍流模型的双跳混合RF/FSO系统性能进行了详细分析。

如：中断性能以及误码率性能。

第四章对传统的双跳混合的RF/FSO系统进行了改进。

在FSO链路采用了一条毫米波链路作为备份链路，从而提高系统的可靠性。

对于该系统的中断概率以及平均误码率进行了详细分析，并与双跳混合的RF/FSO系统性能进行了简单的对比。

第五章主要对本文的工作进行了总结，给出了论文的不足之处，提出了后续可能的研究方向。