水下复合信道对GMSK无线光通信系统性能的影响
摘要
海水信道对光的吸收和散射造成信号衰减，海水湍流造成信号幅度起伏变化，两者都会降低水下无线光通信(UWOC)系统误码率(BER)性能。将两个信道特性对信号性能的影响综合考虑，提出了一种将传输距离和湍流概率密度函数等效为系统信噪比(SNR)和湍流噪声的方法，然后将信号衰减和湍流噪声同时作用在信号波形中，建立水下复合信道信号传输模型。依据实验系统参数，模拟复合信道下高斯最小频移键控(GMSK)调制的信号传输波形，采用一比特差分解调算法，对比解调波形与原始波形，分析复合信道对系统误码率性能的影响关系。模拟实验结果显示，与开关键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)相比，仅在海水衰减系数为 ${\text{0}}{\text{.151}}\;{{\text{m}}^{-1}}$的衰减信道下，GMSK系统分别可获得 ${\text{4}}{\text{.8}}$、 $ 3.3{\text{ dB}} $的信噪比增益。在复合信道下，GMSK调制性能明显优于OOK调制和PPM调制，当海水衰减系数为 ${\text{0}}{\text{.151}}\;{{\text{m}}^{-1}}$、湍流对数强度方差小于0.16时，GMSK调制系统无误码率极限，系统误码率由信道的衰减、湍流特性和高斯噪声共同决定，GMSK调制相比于PPM调制获得 $4.35{\text{ dB}}$的信噪比增益；当湍流对数强度方差大于0.16时，系统存在误码率极限，极限值由湍流对数强度方差决定，且随着湍流对数强度方差的增加，系统极限误码率非线性递增。
引用本文（GB/T 7714）
杨祎 Yang Yi, 刘妍 Liu Yan, 王艺龙 Wang Yilong, 等. 水下复合信道对GMSK无线光通信系统性能的影响[J]. Infrared and Laser Engineering, 2022.
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