海洋各向异性湍流下PPM无线光通信的性能研究

发布时间：2023-10-22 12:31

　　在过去的十年里,海洋环境监测、水下传感器网络和军事活动等应用正悄然兴起,这对水下介质的数据传输速率提出了更高要求,迫使人们使用水下无线光通信(Under Optical Wireless Communication,UOWC)链路,而不是使用低数据速率的有声通信链路。但是,海洋中存在的各种成分引起的散射和吸收以及水折射率变化引起的海洋湍流会使光信号发生衰减波动。首先,本文研究了gamma-gamma型M进制脉冲位置调制(Pulse Position Modulation,PPM)光无线海洋通信系统在各向异性海洋湍流中的误码率(bit error rate,BER)。为此,根据弱大气湍流球面波闪烁指数与弱海洋湍流球面波闪烁指数相等的关系,推导出海洋湍流参数和各向异性因子表示的海洋等效“结构常数”;利用该结构参数及广义惠更斯—菲涅耳原理计算了各向异性海洋湍流的准直高斯光束的平均接收功率,并用于gamma-gamma型PPM无线光海洋通信系统的BER表达式。其次,为进一步优化UOWC系统的性能,探究了部分相干光源的UOWC系统,并基于交叉谱密度函数和gamma-gamma信道分布研究了部分相...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的基本框架
第2章 海洋湍流理论基础
    2.1 海洋湍流概述
        2.1.1 海洋湍流概念
        2.1.2 海洋湍流参数
    2.2 各向同性海洋湍流功率谱模型
    2.3 各向异性海洋湍流空间功率谱模型
    2.4 海洋湍流效应对无线光通信系统的影响
        2.4.1 无线光通信系统简介
        2.4.2 光强闪烁
        2.4.3 光强闪烁概率分布模型
        2.4.4 光束扩展与漂移
    2.5 本章小结
第3章 Gamma-Gamma海洋各向异性湍流中PPM激光通信系统BER的研究
    3.1 脉冲位置调制(PPM)简介
    3.2 光检测器及光检测噪声
        3.2.1 光检测器
        3.2.2 光检测噪声
    3.3 海洋各向异性湍流下高斯光束通信系统中的平均BER
        3.3.1 广义惠更斯-菲涅耳原理
        3.3.2 各向异性湍流下PPM平均BER的理论推导
        3.3.3 数值仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 Gamma-Gamma海洋各向异性湍流中部分相干光通信系统的性能研究
    4.1 各向异性海洋湍流中基于PPM部分相干光通信系统的BER的研究
        4.1.1 水下部分相干高斯-谢尔光(GSM)无线通信系统的BER模型
        4.1.2 数值模拟与结果分析
    4.2 海洋各向异性湍流对部分相干光系统中断概率的影响
        4.2.1 海洋湍流引起的中断概率及其理论推导
        4.2.2 数值计算与结果分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3856524