Optical wireless communication (OWC) over atmospheric turbulence and pointing errors is a well-studied topic. Still, there is limited research on signal fading due to random fog in an outdoor environment for terrestrial wireless communications. In this paper, we analyze the performance of a decode-and-forward (DF) relaying under the combined effect of random fog, pointing errors, and atmospheric turbulence with a negligible line-of-sight (LOS) direct link. We consider a generalized model for the end-to-end channel with independent and not identically distributed (i.ni.d.) pointing errors, random fog with Gamma distributed attenuation coefficient, double generalized gamma (DGG) atmospheric turbulence, and asymmetrical distance between the source and destination. We develop density and distribution functions of signal-to-noise ratio (SNR) under the combined effect of random fog, pointing errors, and atmospheric turbulence (FPT) channel and distribution function for the combined channel with random fog and pointing errors (FP). Using the derived statistical results, we present analytical expressions of the outage probability, average SNR, ergodic rate, and average bit error rate (BER) for both FP and FPT channels in terms of OWC system parameters. We also develop simplified and asymptotic performance analysis to provide insight on the system behavior analytically under various practically relevant scenarios. We demonstrate the mutual effects of channel impairments and pointing errors on the OWC performance, and show that the relaying system provides significant performance improvement compared with the direct transmissions, especially when pointing errors and fog becomes more pronounced.


翻译:有关大气动荡和指向错误的光学无线通信(OWC)是一个很好研究的专题。然而,由于地面无线通信在室外环境中随机雾雾,对信号消退的研究有限。在本文中,我们分析了在随机雾、指错误和大气风暴的合并效应下,在随机雾、指错误和大气风暴的合并效应下,以微小的直线线(LOS)直接链接(OFT)来分析信号-向前传输(DF)的性能和分布功能。我们认为端对端对端频道的通用模式是独立分布不完全的(i.ni.d.)点误差、Gamma在降温系数下分布的随机雾、Gamma的随机雾、双普遍地伽马(DGG)大气动荡以及源与目的地之间的不对称距离。我们在随机雾、指误差和点误差的综合效应下开发信号-偏差的密度和分布函数分布功能。我们用衍生的统计结果来分析概率、平均SNRRR、ergodic速度和平均透性差率(BER),特别在O-PA级分析中,在SBRBLA和平均的精确度分析中,以提供结果和平均性能和直径差率分析中,以提供。

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