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题名联合信道下水下光子计数通信系统误码率分析
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作者
吕晶晶
师庆
王冰洁
刘丽
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机构
太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室
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出处
《光通信研究》
北大核心
2025年第4期50-57,共8页
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基金
山西省基础研究计划资助项目(202203021221090)。
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文摘
【目的】水下光子计数无线通信(UPCC)能够实现微弱信号探测,有效缓解复杂水下环境造成的光信号衰减影响,延长通信距离。水下信道对光的吸收和散射会造成信号衰减,湍流会引起信号幅度起伏变化,两者都会降低UPCC系统误码率(BER)性能。基于同时考虑吸收、散射和湍流效应的水下联合信道模型,合理评估这些因素对UPCC系统误码性能的综合影响至关重要。【方法】文章用随机相位屏模型模拟湍流效应对传输光束的影响,将湍流相位屏模型拓展至蒙特卡洛(MC)水下信道数值模拟框架中,构建海水环境影响更为全面的吸收散射湍流联合信道模型。并基于单光子雪崩二极管(SPAD)和开关键控(OOK)调制方式,搭建了UPCC系统。【结果】基于文章所构建的联合信道模型对UPCC系统在不同水质条件、链路距离和湍流强度等参数条件下的误码性能进行对比分析。【结论】仿真实验结果表明,在水质较好的纯净海水和干净海水环境下,湍流对系统通信性能的影响不可忽略,通信距离显著衰减,系统BER增加。例如,在纯净海水且无湍流的理想条件下,系统通信距离最远可达约500 m,弱湍流下缩减至约400 m,强湍流下进一步缩减至约200 m。随着水质的恶化,吸收和多重散射成为影响系统通信性能的主要因素。在水质最差的港口海水中,不同湍流强度下,系统通信距离最远均约为25~30 m,不同湍流强度对系统BER的影响几乎可以忽略不计。
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关键词
水下光子计数无线通信
单光子探测器
联合信道
海洋湍流
误码率
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Keywords
UPCC
single photon detector
joint channel
ocean turbulence
BER
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分类号
TN929.1
[电子电信—通信与信息系统]
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