자유 공간 광 통신에 대한 조사: 통신 이론 관점

광 무선 통신(OWC)은 가시광선, 적외선(IR) 및 자외선(UV) 대역을 포함한 광학 매개체를 통해 안내되지 않은 전파 매체에서 전송하는 것을 의미합니다. 이 조사에서는 근적외선 대역에서 작동하는 외부 지상 OWC 링크에 중점을 둡니다. 문헌에서 일반적으로 자유 공간 광 (FSO) 통신으로 언급됩니다. FSO 시스템은 몇 킬로미터에 이르는 거리에서 두 고정 지점 간의 고속 통신에 사용됩니다. RF(무선 주파수) 시스템에 비해 FSO 링크는 매우 높은 광대역을 제공하여 훨씬 더 높은 데이터 전송 속도를 가능하게 합니다. FSO는 도시 지역 네트워크(MAN) 확장, 로컬 영역 네트워크(LAN) 간 연결, 섬유 백업, 무선 셀룰러 네트워크를 위한 백홀, 재해 복구, 고화질 TV 및 의료 영상/비디오 전송, 무선 비디오 감시/모니터링, 양자 키 배포 등 다양한 애플리케이션에 매력적입니다. FSO 기술의 주요 장점과 다양한 응용 분야에도 불구하고, 대기 난류 유도 페이딩 및 기상 조건에 대한 민감성으로 인해 링크 신뢰성이 다소 실망스러운 특히 장거리에서의 기존 사용이 저해되고 있습니다. 지난 5년 동안 이러한 주요 기술적 과제를 해결하기 위한 FSO 연구에 대한 관심이 급증했습니다. 여러 혁신적인 물리 계층 개념이 최근 RF 시스템의 맥락에서 제안되었으며, 다중 입력 다중 출력 통신, 협력적 다양성, 적응형 전송 등이 차세대 FSO 시스템 설계를 위한 연구에서 탐색되었습니다. 이 논문에서는 FSO 통신 시스템에 대한 최신 조사를 제시합니다. 첫 번째 부분에서는 FSO 채널 모델 및 송수신기 구조를 설명합니다. 두 번째 부분에서는 FSO 채널의 정보 이론적 한계 및 이러한 한계에 접근하기 위한 알고리즘 수준 시스템 설계 연구 활동에 대한 세부정보를 제공합니다. 특정 주제에는 변조, 채널 부호화, 공간/협력적 다양성 기법, 적응형 전송 및 하이브리드 RF/FSO 시스템의 발전이 포함됩니다.