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,所以利用藍綠光實現(xiàn)無線通信成為空海通信的重要選擇;另一方面,海面環(huán)境的復雜性使研究海面對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光信道和光接收的影響,本文利用 GPU在幾何計算中的優(yōu)勢實現(xiàn)了海面對光通信影響的三維可視化動態(tài)仿真,主要完成的工作包括以下幾點:
　　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技術,總結了GPU在圖像顯示和處理方面相對于CPU所存在的優(yōu)勢。
　　2、對海浪建模的五種方法進行了分析比較,最終選擇由平均 JONSWAP譜和SWOP方向函數(shù)組成的高度場作為海浪模型,利用Direct3D實現(xiàn)了對海浪的動態(tài)模擬。
　　3、根據(jù)斯奈爾定理并利用Direct3D中的相關函數(shù)實現(xiàn)了光線與海面的交點和折射光線簇光路的計算;提出了一種通用性強、耗時少的計算光強

3、分布的方法-光強疊加法,為涉及光分布計算領域的研究與仿真提供了方便。設計并完成了相應的仿真系統(tǒng),得出不同風速和風區(qū)等條件下海面波動對光線簇傳輸路徑、海底光斑和接收點光強的影響,為跨界面?zhèn)鬏數(shù)臒o線光通信系統(tǒng)的設計提供了預見性的動態(tài)信道模型參考。
　　4、計算了將海面波動的影響考慮在內(nèi)時系統(tǒng)的誤碼率。分析了接收端積分判決電路的時間常數(shù)、光強起伏和和誤碼率三者之間的關系;提出了在利用空間分集接收技術改善誤碼率的過程中存在最佳探測器數(shù)量和