异步差分相移键控水下光通信系统在伽马-伽马湍流中的性能分析

本文探讨了在伽马-伽马分布湍流环境下，混频差分相移键控（Heterodyne Differential Phase-Shift Keying, HDPSK）的水下无线光通信（Underwater Wireless Optical Communication, UWOC）系统的性能分析。作者Yuqing Fu和Yongzhao Du来自华侨大学工程学院及福建省高校工业智能技术与系统工程研究中心，他们针对UWOC系统面临的多种挑战，如吸收、散射以及由湍流引起的衰落效应，进行了深入的研究。 研究首先着重于建立一个完整的理论框架，以计算HDPSK系统的平均比特误码率（Average Bit Error Rate, BER）和 outage probability（失败概率），这些指标是评估通信质量的关键参数。考虑到水下通信特有的复杂环境，特别是强烈湍流对光信号的影响，论文中引入了球面波的闪烁指数（Scintillation Index, SI）来定量评估系统的性能。球面波模型有助于模拟在强湍流条件下，光信号如何受到随机波动和衰减的影响。 在混频解调器的设计中，混频技术被用于克服多径效应和相干接收带来的噪声，从而提高系统的抗干扰能力。然而，伽马-伽马分布的湍流特性不同于常规大气湍流，它更适用于描述海洋表面的复杂波动情况，使得分析更为复杂但更具实际意义。 通过严格的数学推导和仿真验证，研究人员得出了在特定的水深、光源功率、光载波频率和系统参数设置下的HDPSK UWOC系统的性能预测。他们的工作不仅提供了设计和优化此类系统的基础理论依据，也为改善水下通信的可靠性和效率提出了可能的解决方案。 这篇研究论文深入剖析了在伽马-伽马分布湍流下HDPSK UWOC系统的性能，对于理解水下通信在恶劣环境中如何实现高效数据传输，以及如何通过技术改进来提升其抵御环境干扰的能力具有重要意义。对于从事光通信、海洋工程或无线通信领域的研究者和工程师来说，这篇文章提供了宝贵的参考和实践经验。