【技术实现步骤摘要】
一种提升强流流水下无线光通信性能的方法
本专利技术涉及水下无线光通信
，具体为一种在强海洋湍流信道中，采用DPSK调制和孔径平均接收方式，对UWOC系统(即水下无线光通信系统)的平均误码率性能进行理论和仿真研究，探讨提升UWOC系统性能的方法。
技术介绍
水下无线光通信系统(UWOC)是一种利用发光二极管(lightemittingdiode，LED)和激光二极管(laserdiode，LD)作为光源，以海水为传输媒质实现双向通信的新型视距传输通信技术。UWOC系统具有低蓝光/绿光窗口吸收、低延迟、宽带宽、高安全、低成本、易于安装等优点，在商业海洋资源勘探，潜水员、无人水下航行器、潜艇、船舶、水下无线传感器网络之间的通信，以及水下军事应用等方面有着广泛的应用。这些独特的优点使UVOC技术成为比声波和射频波传输更适合于高速率水下传输的替代方案，近年来引起了科研人员的极大兴趣。尽管UWOC系统有很多优点，但它也会受到一系列干扰的影响，如吸收、散射和湍流效应。其中，由盐度、温度和密度等波动引起的海洋湍流是影响光束传播...
【技术保护点】
1.一种提升强流流水下无线光通信性能的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/n步骤S1、在强海洋湍流下，分别计算出平面波和球面波在孔径平均效应下的闪烁指数以及结构常数；/n步骤S2、采用DPSK调制技术对水下无线光通信系统的输入信号进行调制，并通过Gamma-Gamma分布的强海洋湍流信道来传输调制后的信号；利用孔径接收技术来接收信号，并通过Whittaker函数得到外差式差分相移键控调制下的水下无线光通信系统的平均误码率解析表达式；/n步骤S3、利用得到的平均误码率解析表达式，通过MATLAB软件比较分析不同影响因素下的平均误码率。/n
【技术特征摘要】
1.一种提升强流流水下无线光通信性能的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤S1、在强海洋湍流下，分别计算出平面波和球面波在孔径平均效应下的闪烁指数以及结构常数；
步骤S2、采用DPSK调制技术对水下无线光通信系统的输入信号进行调制，并通过Gamma-Gamma分布的强海洋湍流信道来传输调制后的信号；利用孔径接收技术来接收信号，并通过Whittaker函数得到外差式差分相移键控调制下的水下无线光通信系统的平均误码率解析表达式；
步骤S3、利用得到的平均误码率解析表达式，通过MATLAB软件比较分析不同影响因素下的平均误码率。
2.根据权利要求1所述的一种提升强流流水下无线光通信性能的方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：
因在强海洋湍流中传播的光波将经历辐照度波动，利用修正的Rytov理论，将闪烁系数表示为式(1)：
在式(1)中，和分别表示闪烁系数的大、小尺度部分；
若在强海洋湍流信道中采用球面波传输，则闪烁系数的大、小尺度部分由以下式(2)得到：
在式(2)中，L表示传输距离；
由以下式(3)得到：
在式(3)中，k＝2π/λ，λ为波长；结构常数由以下式(4)得到：
其中：
在式(5)中，表示光束传输的位置距离发送端的距离；κ表示空间频率幅度；i表示虚数；
功率谱Φn(κ)由以下式(6)得到：
在式(6)中，χT表示均方温度耗散率；ε表示单位质量液体中的湍流动能耗散率；ν表示动力粘度速率；ω表示温度和盐度波动对海洋湍流贡献的比值；ATS＝9.41×10-3，AS＝1.9×10-4，AT＝1.863×10-2，δ＝8.28κ4/3uε-1/3+12.978κ2u3/2ε-1/2；
若在强海洋湍流信道中采用平面波传输，则将闪烁系数的表达式由式(2)变为以下式(7)：
将结构常数的表达式由式(4)变为以下式(8)：
3.根据权利要求1所述的一种提升强流流水下无线光通信性能的方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：
步骤S21、采...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅玉青，黄诚惕，杜永兆，朱建清，段琦，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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