基于MIMO的無人機斜程激光通信性能分析

唐翰玲，李勇軍，李 怡，趙尚弘

（空軍工程大學 信息與導航學院，陜西 西安 710077）

引言

隨著無人機性能的提高，新一代的軍用或民用無人機在軍事偵察、反恐維穩、海洋利益維護等方面都得到了廣泛的應用。無人機光通信作為一種低成本、寬帶寬、高速率的新型通信技術已經成為一種最有潛力和發展前景的通信方式[1-4]。尤其是在難以架設基站的戰場環境下，其抗干擾、組網方便快捷的特點更是體現出巨大的技術優勢。

無人機工作于大氣環境中，受大氣湍流的影響，信號光到達接收端時產生光強起伏、到達角起伏等現象，同時光鏈路信道還受大氣衰減以及平臺本身振動帶來的聯合影響[5]，使光鏈路信道惡化，嚴重影響通信質量。研究表明多輸入多輸出（multiple input multiple output,MIMO）技術可以有效用來對抗信道的衰落，改善和提高系統的性能[6]。文獻[7-8]研究了發射分集和接收分集等增益組合的無線光通信系統在Gamma-Gamma 分布大氣湍流信道中的誤碼率(bit error rate,BER)性能，研究了水平鏈路下光MIMO 技術克服大氣湍流帶來的系統性能改善，但忽視了無人機振動帶來的指向誤差的影響，尤其是對于光MIMO 技術改善無人機平臺大氣湍流和指向誤差影響下的空地斜程信道[9-10]誤碼率性能的研究鮮有報道。本文以典型無人機“彩虹-6”無人機參數為基礎，根據無人機光通信平臺載荷和空間受限，振動大的突出特點，綜合分析了大氣湍流和指向誤差聯合影響下單輸入多輸出(SIMO)下行斜程鏈路和多輸入單輸出(MISO)上行斜程鏈路誤碼率性能。……