跨空氣-海水界面的無線光通信的信道仿真.pdf

1、在空海無線通信中,電磁波在海水中的衰減極為嚴(yán)重,而聲波的傳輸速率也愈來愈無法滿足海底通信的要求,所以利用藍(lán)綠光實(shí)現(xiàn)無線通信成為空海通信的重要選擇;另一方面,海面環(huán)境的復(fù)雜性使研究海面對(duì)光傳輸影響的工作少之又少。本文就是基于這樣的背景展開的。為研究空海無線光通信下行鏈路中海面折射對(duì)光信道和光接收的影響,本文利用 GPU在幾何計(jì)算中的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了海面對(duì)光通信影響的三維可視化動(dòng)態(tài)仿真,主要完成的工作包括以下幾點(diǎn):
　　1、分析了國內(nèi)外空海

2、無線光通信的研究現(xiàn)狀和仿真意義;介紹了三維顯示的原理及相關(guān)技術(shù),總結(jié)了GPU在圖像顯示和處理方面相對(duì)于CPU所存在的優(yōu)勢(shì)。
　　2、對(duì)海浪建模的五種方法進(jìn)行了分析比較,最終選擇由平均 JONSWAP譜和SWOP方向函數(shù)組成的高度場(chǎng)作為海浪模型,利用Direct3D實(shí)現(xiàn)了對(duì)海浪的動(dòng)態(tài)模擬。
　　3、根據(jù)斯奈爾定理并利用Direct3D中的相關(guān)函數(shù)實(shí)現(xiàn)了光線與海面的交點(diǎn)和折射光線簇光路的計(jì)算;提出了一種通用性強(qiáng)、耗時(shí)少的計(jì)算光強(qiáng)

3、分布的方法-光強(qiáng)疊加法,為涉及光分布計(jì)算領(lǐng)域的研究與仿真提供了方便。設(shè)計(jì)并完成了相應(yīng)的仿真系統(tǒng),得出不同風(fēng)速和風(fēng)區(qū)等條件下海面波動(dòng)對(duì)光線簇傳輸路徑、海底光斑和接收點(diǎn)光強(qiáng)的影響,為跨界面?zhèn)鬏數(shù)臒o線光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了預(yù)見性的動(dòng)態(tài)信道模型參考。
　　4、計(jì)算了將海面波動(dòng)的影響考慮在內(nèi)時(shí)系統(tǒng)的誤碼率。分析了接收端積分判決電路的時(shí)間常數(shù)、光強(qiáng)起伏和和誤碼率三者之間的關(guān)系;提出了在利用空間分集接收技術(shù)改善誤碼率的過程中存在最佳探測(cè)器數(shù)量和