自由空间光通信（FSO）：

概述：是以激光为载波、自由空间为传输介质的通信技术；

优点：

缺点：

射频通信（RF）：

概述：指利用电磁波在自由空间传播的特性，将携带信息的特定频率的载波通过RF 天线发射和接收，从而实现信息传递目的的一种通信方式；

优点：可靠性高

缺点：不安全性，（同属于无线通信，相较于FSO）带宽小、速率低、损耗大（低频段资源比较紧张，所以我们只能使用高频部分，但是频率高，损耗大）;

想法：结合FSO 通信宽频带、高速率和RF通信可靠性优势，用来解决解决不同天气条件下的通信问题；

下面Related work介绍了几种之前的方法；

FSO和RF混合的一般有 软切换和硬切换两种形式；

根据上面我们的想法，FSO和RF混合最简单的方式就是通过输出误码率信息，反馈给输入端，进而考虑在天气情况恶劣的时候（这时候FSO误码率较大），改用RF通信方式，即实现根据天气情况在主链路FSO和副链路RF之间切换，这就是所谓的硬切换的方式；

硬链接概述：依据链路状态条件在 FSO 主链路与ＲF备份链路之间自动切换；

一些使用硬切换的工作：

硬切换的优点：

硬切换的缺点：

系统资源利用率较低；两套编解码器增加了成本；FSO 链 路 正 常工 作 时造成 RF 链路资源浪费；

RF 通信的不安全性使得混合FSO/RF 系统的安全性能下降；

由上面硬切换的缺点，我们在想能够将 FSO、RF 两条链路进行优势互补，相互配合，同时传输数据；所以就引入了软切换；

软切换：采用双链路速率匹配软切换并行工作的方式，可充分利用双链路信道分集的优势，从而具有更好的性能（根据接收端反馈的信道状态信息，对信道的传输环境进行判断，根据判断结果调节 FSO、RF 链路中数据的传输比例、系统数据速率以及编码的码率等参数，其实硬切换是软切换的一种特例）；

一些使用软切换的工作：

一种采用短码长Ｒaptor 码进行差错控制方案：Soft-switching hybrid FSO/ＲF links using short-length raptor codes: Design and implementation；

一种 FSO/ＲF 混合链路的开关控键( OOK) -QPSK 联合调制方案：Hybrid symbols for parallel optical /ＲF channels using BICM-ID

一种采用 LDPC 码的 FSO、ＲF 双链路 混合编码传输方案：A highly reliable FSO/ ＲF communication system using efficient codes 和Hybrid channel codes for efficient FSO/ＲF communication systems；文章上说能使混合系统达到通信级的可靠 性( 99.999% )

（可以看出使用LDPC码的这个双链路混合的传输方法效果非常好，我们后面提高的方法也是参考了这种方法）

我们组参考了几篇论文，最后选择参考的方案是下面的paper，也是和题目最相近的一套方案，因为这是一篇硕士论文，文章有6/70页，内容比较多，我们将一些主要的方法总结了一下；

Paper：FSO/RF混合信道下的高效编码调制算法研究 苏润民

概述：针对软切换方式下的 FSO/ＲF 混合链路，采用速率匹配的混合 LDPC 编码，并对该方案在不同信道条件下的误码率性能进行了仿真和分析；

FSO/RF 混合通信系统整体框架：

概述：在混合系统的发送端，输入的二进制信息序列经编码器编码后，码字根据接收端反馈的信道状态信息进行自适应调节将码元按一定比例分成两部分，分别经 FSO 链路的调制器和 RF 链路的调制器调制；接收端分别对从 FSO信道和 RF 信道接收到的数据进行解调，把解调后的信息序列合并，经译码器译码输出。

整体方案：

信道编码器：采用LDPC信道编码编码；

混合调制；

信道模型：这里FSO信道采用的gamma衰落模型，RF信道采用的是对数-正态衰落模型；

信道译码器：比特翻转法；

why：混合调制能显著提高系统的性能

概述：二进制信息序列输入到混合信道编码器编码，混合调制器先码字分割成固定比特的码元序列，每个序列分别映射成一个混合符号，混合符号由 FSO 调制符号序列和 RF 调制符号组成，这样就完成了调制；这个比例是可控了，根据后端的输出重新调整这个比例，可以看出混合调制的极限情况就是硬切换；

信道编码的作用：增加一定的纠错能力和抗干扰能力；

why LDPC？低密度奇偶校验（LDPC），LDPC 码因其低线性译码复杂度和逼近想农限的特 性得到广泛应用；

编码的构成其实可以理解为 构建一个生成矩阵G，这样就可以编码了；简单的说就是生成矩阵G和信息码的相乘，结果即为编码过后的码字，包括信息码和校验码；LDPC可以由生成矩阵G 亦或校验矩阵 H 来定义；

大概流程：这里选择构建校验矩阵 H ，选择一个正则H矩阵；

基于 LLR 的 BP 译码算法：LDPC译码方法有很多，本质上大部分都是基于Tnner图的消息传递译码算法，同时根据消息迭代过程中传送消息的不同形式，可以将LDPC译码方式分为硬判决译码和软判决译码（译码过程中传递的消息是与后验概率相关的消息）；我们最后采用的是 比特翻转法；

大概流程：

实验仿真主要测试在几种混合调制模式、湍流强度、以及不同的混合调制方法下，混合系统的误比特率（BER）随 S（FSO）变化情况；FSO 链路信噪比S（FSO）

这里其实论文里面用了很多中调制的方法，比如：2-PPM/16QAM、2-PPM/QPSK、OOK/16QAM、OOK/QPSK 等，这里由于难度以及精力问题，我们只做了OOK/QPSK 一种情况下的仿真；

总结：文章方法在FSO/RF软切换的基础上，采用LDPC 混合信道编码方案、以及混合调制方法，实现了混合系统的带宽利用率和混合系统的资源的高利用；

结论：

[1]、FSO/RF混合信道下的高效编码调制算法研究 苏润民

[2]、软切换FSO/RF链路混合编码调制算法性能分析 邵军虎

[3]、混合 FSO/RF 通信系统性能分析与研究 舒芳

[4]、Practical switching-based hybrid FSO/ＲF transmission and its performance analysis

[5]、Hybrid channel codes for efficient FSO/ＲF communication systems

[6]、Adaptive multi-rate designs for hybrid FSO/ＲF systems over fading channels

[7]、A highly reliable FSO/ ＲF communication system using efficient codes

[8]、Hybrid channel codes for efficient FSO/ＲF communication systems