孔径接收对强海洋湍流DPSK调制的水下光通信系统误码率影响研究

来源：信号处理杂志 2019年第9期北京时间：

作者：傅玉青, 黄诚惕

摘要：水下光通信（underwater wireless optical communication，UWOC）系统具有宽带宽、高保密等优点，适用于水下通信。然而，水下吸收、散射和湍流效应影响了光束传输，限制了系统在长距离方面的应用。本文探讨了差分相移键控（differential phase-shift-keying， DPSK）调制和孔径接收对在Gamma-Gamma强湍流信道中传输的UWOC系统误码率（bit error rate，BER）的影响。基于Whittaker函数，推导出了系统采用DPSK调制高斯光束在强湍流中传输的BER解析式。仿真观察了系统调制方式、孔径接收直径、传输距离以及四种海洋参数对BER性能的影响。结果表明，采用DPSK和较大尺寸的孔径直径接收可以有效地提高BER性能。同时，系统在均方温度耗散率和温度和盐度波动对海洋湍流贡献的比值较小、动力粘度较大，湍流动能耗散率较大或较小的短距离海洋湍流环境中可以获得较好的通信性能。

关键词：孔径接收, 差分相移键控DPSK, 高斯光束, 强湍流, 误码率, 水下光通信