摘要：因斯-高斯(IG)光束在复杂信道传输中具有较好的抗干扰能力。为此设计并搭建了基于模拟海洋湍流信道的激光通信实验平台,详细研究IG光束在海洋湍流信道下光束信号的传输及通信特性。首先实验对比研究了不同海洋湍流强度条件下,IG光束和高斯光束传输后的光强闪烁指数、质心漂移和探测器接收功率情况;其次通过调制0.5~3 MHz频率的方波信号,进一步研究两种光束传输后调制信号波形失真特性;最后进行IG光束和高斯光束的7.5 Mbit/s通信性能对比实验。实验结果表明:IG光束的闪烁指数、质心漂移、功率抖动均优于高斯光束,且随着海洋湍流强度增加,IG光束闪烁指数和质心漂移改善能力增强,功率抖动改善能力降低。在不同模拟海洋湍流中,相同频率的IG光束调制方波波形失真度整体低于高斯光束。在误码率为3.8?10-3(前向纠错阈值)时,IG光束在不同注水高度信道、不同温度信道和不同盐度信道中的通信性能比高斯光束分别提高了0.8 dB、4 dB和2.5 dB。该实验结果可以为IG光束应用于水下激光通信提供参考。

摘要：针对水下无线激光通信链路性能劣化问题,基于Yue谱推导了在包含有限外尺度和海洋水体分层不稳定度的弱海洋湍流信道下高斯光束的空间相干半径和闪烁指数闭合解析式,量化了基于高斯光束的海洋分集接收系统中的湍流强度和探测器间距阈值。在此基础上设计了一种基于高斯光束的里德-所罗门(RS)编码联合均衡等增益合并(EEGC)算法的单入多出(SIMO)通信系统。利用双曲正切函数法推导了系统的上限平均误码率(ABER)闭合解析式,并研究了海洋水体分层的不稳定程度和探测器分布方式对系统性能的影响。仿真结果表明,海洋水体分层的稳定与否对系统性能影响较为明显。此外,所设计的系统可有效抑制复合海洋信道下高斯光束的湍流效应,湍流越强,抑制效果越显著;也可有效降低探测器的分布方式对采用高斯光束传输的SIMO系统性能的影响。

摘要：推导出了部分相干环状偏心光束在海洋湍流中传输的平均光强和光束质心位置的解析表达式,并给出了最大光强位置满足的传输方程.研究发现:经足够长距离传输后,在自由空间中最大光强位置比光束质心更靠近传输z轴,并且其位置随着光束相干参数的增大而靠近传输z轴,随着光束偏心参数和遮拦比的增大而远离传输z轴.但是,在海洋湍流中最大光强位置趋于质心位置,并且海洋湍流的增强会加速最大光强位置趋于质心位置的进程.在海洋湍流中光束的相干性对光束传输特性的影响明显减小.另一方面,光束质心位置与光束的相干性、光束传输距离以及海洋湍流均无关系,并且光束质心位置随着光束偏心参数和遮拦比的增大而远离传输z轴.所得结果对工作于水下湍流环境中的部分相干环状偏心光束的应用具有重要意义.

摘要：水下光通信UWOC具有传输速率高、容量大等特点,轨道角动量OAM具有空间螺旋相位分布特性,为水下光通信提供了空间自由度这一新的信息调制维度。该文建立了水下光通信系统下的海洋湍流随机相位屏模型,设计了海洋湍流下OAM光通信仿真实验,仿真验证了OAM作为信息载体的可行性,并为将其应用于通信系统实验教学与研究提供参考。

摘要：选取拉盖尔-高斯光束作为实验研究对象,采用功率谱反演法产生海洋湍流随机相位屏,构建海洋湍流模型。通过Matlab仿真分析拉盖尔-高斯光束在海洋湍流下传输的可行性,分析了海洋湍流对轨道角动量螺旋谱分布的影响。结果表明:随着C_(n)^(2)和α的逐渐增大,轨道角动量螺旋谱分布的弥散程度也会增大。螺旋谱分布特性的相关结论在构建轨道角动量键控或轨道角动量复用系统时,可为轨道角动量的模态选取提供参考。