水下复合信道对GMSK光通信性能的关键影响及优化策略

本文主要探讨了水下复合信道对GMSK（高斯最小移位键控）无线光通信系统性能的影响。水下无线光通信作为一种有前景的通信技术，其优势包括宽频带、长距离传输、高速率以及低功耗等。然而，海洋中的信号衰减和性能下降是由海水的吸收、散射以及湍流效应引起的，这使得激光信号在深海中传输面临挑战。 研究者们对此问题进行了深入研究。例如，Liu XY等人在2017年利用520nm绿色激光二极管构建了一个低功耗UWOC系统，采用非归零键控调制，实现了2.7Gbps的数据速率和小于2.5×10^(-3)的误码率，但在较长的距离（34.5m）下仍可见信号衰减影响。Wang JM和Chen HL分别在2019年和2020年的工作中，通过优化发射技术和接收设备，如520nm绿光和中性密度滤光片的应用，分别提升了数据速率和传输距离，但误码率保持在相近水平。 针对水下湍流，Peppas KP等人在2017年通过空间分集和多脉冲位置调制，结合对数正态湍流模型，分析了湍流对系统性能的影响，以及水质和数据速率如何影响平均误码概率。随后，Fu YQ等人在2018年进一步研究了差分相移键控在UWOC中的误码率和中断概率，特别是在强海洋湍流双伽玛分布信道下的性能。Zedini E等人在2019年考虑了混合指数广义伽马湍流模型，提供了淡水和咸水在不同湍流条件下中断概率及不同调制方案误码率的计算方法。到了2020年，FUYQ的研究则专注于外差式差分相移键控，通过数值模拟探讨了瞄准误差等因素对UWOC系统平均比特错误率(BER)的影响。 总结来说，水下复合信道对GMSK无线光通信系统的性能有着显著影响，通过不断的技术创新和优化，研究者们正在寻求提高通信速率、增加传输距离和降低误码率的方法，以应对海洋环境带来的挑战。这些研究不仅有助于提升UWOC系统的实用性和可靠性，也为未来海洋通信网络的发展奠定了基础。