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Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究

傅玉青 段琦 周林

傅玉青, 段琦, 周林. Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203013-0203013. doi: 10.3788/IRLA202049.0203013
引用本文: 傅玉青, 段琦, 周林. Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203013-0203013. doi: 10.3788/IRLA202049.0203013
Fu Yuqing, Duan Qi, Zhou Lin. Performance of underwater wireless optical communication system in Gamma Gamma strong oceanic turbulence with pointing error[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(2): 0203013-0203013. doi: 10.3788/IRLA202049.0203013
Citation: Fu Yuqing, Duan Qi, Zhou Lin. Performance of underwater wireless optical communication system in Gamma Gamma strong oceanic turbulence with pointing error[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(2): 0203013-0203013. doi: 10.3788/IRLA202049.0203013

Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究

doi: 10.3788/IRLA202049.0203013
基金项目: 

国家自然科学基金(61605048);福建省自然科学基金(2018J05105);泉州市科技计划(2018C108R)

详细信息
    作者简介:

    傅玉青(1984-),女,讲师,博士,主要从事水下光通信、信道编码方面的研究。Email:fuyq@hqu.edu.cn

  • 中图分类号: TN929.1

Performance of underwater wireless optical communication system in Gamma Gamma strong oceanic turbulence with pointing error

  • 摘要: 采用外差式差分相移键控(Differential phase-shift keying,DPSK)调制的水下无线光通信(Underwater wireless optical communication,UWOC)系统经过Gamma Gamma强海洋湍流信道传输,当接收端与发送端之间存在瞄准误差并采用孔径接收方式时,分析了湍流效应和瞄准误差对接收光强的抖动影响,推导了UWOC系统的平均误码率(Bit error rate,BER)和中断概率(Outage probability,OP)的解析表达式。数值模拟研究了不同的瞄准误差、束宽、接收孔径和海洋湍流参数对平均BER和OP性能的影响。结果表明,在相同的束宽和信道环境下,瞄准误差越大,系统性能越差;光束束宽与孔径半径之比越大,接收孔径直径越大,系统性能越好;另外,选择较小的温度和盐度波动对海洋湍流贡献的比值ω和均方温度耗散率χT,以及较大的湍流动能耗散率ε和动力粘度u的海洋湍流环境也有利于获得较好的系统性能。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-07
  • 修回日期:  2019-11-10
  • 刊出日期:  2020-03-02

Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究

doi: 10.3788/IRLA202049.0203013
    作者简介:

    傅玉青(1984-),女,讲师,博士,主要从事水下光通信、信道编码方面的研究。Email:fuyq@hqu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61605048);福建省自然科学基金(2018J05105);泉州市科技计划(2018C108R)

  • 中图分类号: TN929.1

摘要: 采用外差式差分相移键控(Differential phase-shift keying,DPSK)调制的水下无线光通信(Underwater wireless optical communication,UWOC)系统经过Gamma Gamma强海洋湍流信道传输,当接收端与发送端之间存在瞄准误差并采用孔径接收方式时,分析了湍流效应和瞄准误差对接收光强的抖动影响,推导了UWOC系统的平均误码率(Bit error rate,BER)和中断概率(Outage probability,OP)的解析表达式。数值模拟研究了不同的瞄准误差、束宽、接收孔径和海洋湍流参数对平均BER和OP性能的影响。结果表明,在相同的束宽和信道环境下,瞄准误差越大,系统性能越差;光束束宽与孔径半径之比越大,接收孔径直径越大,系统性能越好;另外,选择较小的温度和盐度波动对海洋湍流贡献的比值ω和均方温度耗散率χT,以及较大的湍流动能耗散率ε和动力粘度u的海洋湍流环境也有利于获得较好的系统性能。

English Abstract

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