海洋弱湍流条件下光孤子脉冲通信性能

为降低海洋湍流对水下光通信系统链路性能的影响,将光孤子脉冲应用于水下通信。假定水下通信系统采用开关键控调制,信道采用描述海洋弱湍流的Lognormal模型,推导出了海洋闪烁系数的具体表达式和含形状因子和闪烁系数的通信误码率表达式,仿真分析了不同湍流强度、海洋湍流参数下光孤子、矩形、高斯脉冲光束的通信误码率,最后从脉冲时域角度对比研究三种脉冲光束。结果表明:随着湍流强度的变化,信噪比为5dB时,光孤子脉冲的误码率比高斯型和矩形脉冲的误码率低至少3个数量级。接收孔径和温度与盐度波动对海洋光学湍流贡献的比值是对水下通信误码率影响较灵敏的因素;随着海洋湍流影响因素的变化,光孤子脉冲抵抗外界环境的能力强于其他脉冲,其误码率始终小于高斯和矩形误码率。光孤子时域展宽比高斯、矩形展宽小,但随着距离的增加,三种脉冲展宽趋于一致。仿真结果验证了光孤子脉冲用于水下通信的优势,可为下一步研究提供理论参考。