空间-时间编码优化海洋湍流下轨道角动量光通信系统性能

本文主要探讨了"基于空时编码的轨道角动量复用海洋无线光通信系统的传输特性仿真"这一关键领域。随着水下通信技术的发展，海洋湍流成为影响光纤通信质量的重要因素，特别是在高数据速率和大容量传输中，它可能导致信道串扰，降低系统的性能。为了克服这一挑战，研究者们针对轨道角动量复用技术在水下无线光通信系统中的应用进行了深入研究。 空时编码，作为一种有效的纠错编码策略，被引入到该系统中，旨在增强信号的抗干扰能力。Rytov近似是理论物理中处理大气湍流问题的一种方法，它被用来模拟海洋湍流的随机相位变化。通过协方差法和插值法，研究人员生成了一种具有相关性的随机相位屏幕，以此来模拟时变海洋湍流对轨道角动量信号的影响。 在仿真过程中，研究者分析了空时编码应用于轨道角动量复用光通信系统后，其传输特性如何随时间和海洋湍流特性改变。他们着重考察了系统误比特率的变化，这是衡量通信质量的重要指标。此外，还研究了时变湍流屏的相位结构函数，这是评估信道稳定性的重要参数，以及轨道角动量光束经过时变仿真信道后的探测概率分布，这对于优化接收端的信号检测至关重要。 仿真结果显示，空时编码技术显著降低了海洋湍流对系统误比特率的影响，证明了这种编码方法在实际应用中的有效性。这不仅有助于提高水下通信系统的可靠性和效率，也为未来的海洋无线光通信系统设计提供了有价值的技术支持。 总结来说，本文的核心内容围绕着空时编码在轨道角动量复用海洋无线光通信系统中的实际应用及其带来的传输特性改进，对于理解并应对海洋环境下的通信挑战具有重要意义。通过严谨的理论建模和仿真分析，该研究为提升水下光通信系统的稳定性和抗干扰能力提供了理论依据和技术路线。