海水無線通訊特征研討范文

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海水信道具有散射光的特征：由于海水中包含的物質(zhì)成分的復(fù)雜性，也使得海水信道對光數(shù)據(jù)信號的散射性非常復(fù)雜。海水中能夠?qū)膺M(jìn)行散射的物質(zhì)主要包括：水分子、懸浮粒子以及透明物質(zhì)等。水分子對光的散射性符合瑞利散射特征，懸浮粒子對光的散射性符合米氏散射特征，米氏散射的大小取決于海水中懸浮粒子的濃度以及粒子的大小。而透明物質(zhì)對光的散射性是由于透明物質(zhì)能夠折射光所引發(fā)的。

水下光學(xué)無線通信中的海水信道特征模型

根據(jù)水下光學(xué)無線通信中的海水信道特征，可以建立一個關(guān)于海水信道特征的模型。我們已經(jīng)知道光學(xué)無線通信的海水信道特征主要包括吸收光以及散射光，從而引發(fā)光在海水中傳播時出現(xiàn)衰減現(xiàn)象。所以我們假設(shè)光在海水中的衰減參數(shù)為D，被吸收參數(shù)為A，被散射參數(shù)為S,光的波長為W,那么。這說明，光數(shù)據(jù)信號在海水中的衰減也受到光波長的影響，衰減參數(shù)、吸收參數(shù)以及散射參數(shù)都是光波長的函數(shù)。

下面我們將分別對光吸收函數(shù)、光散射函數(shù)以及經(jīng)過衰減后接收光數(shù)據(jù)總能量進(jìn)行分析。光吸收函數(shù)：在海水中，能夠吸收光數(shù)據(jù)信號的物質(zhì)分子很多，在此，我們先將主要的吸收光的因素歸結(jié)起來，然后再進(jìn)行函數(shù)修正分析。海水中吸收光的物質(zhì)主要包括：營光合作用的藻類以及CDOM（有色可溶性有機(jī)物）等，而營光合作用的藻類中，主要是利用葉綠素來吸收光。此外，還海水中能夠吸收光的因素還包括海水以及有機(jī)碎屑以及礦物顆粒等。所以我們假設(shè)水的吸收參數(shù)為WA，葉綠素的吸收參數(shù)為C，CDOM的吸收參數(shù)為CD，有機(jī)碎屑以及礦物顆粒的吸收參數(shù)為M。其中C（W）等于葉綠素總濃度的修正值除以濃度常數(shù)修正值乘以葉綠素光譜系數(shù)。

光散射函數(shù)：海水中的水分子、懸浮粒子以及透明物質(zhì)等都可以對光進(jìn)行散射作用。而散射規(guī)律主要包括米氏散射和瑞利散射。瑞利散射發(fā)生的條件是海水粒子的直徑小于光波長，其特點(diǎn)是波長的四次方與散射強(qiáng)度成反比。米氏散射較為復(fù)雜，粒子直徑與光波長的差距越大，散射分布越復(fù)雜。根據(jù)粒子直徑，我們可以認(rèn)為光散射函數(shù)是由水分子參數(shù)、葉綠素參數(shù)、小顆粒參數(shù)以及大顆粒參數(shù)組成。

經(jīng)過衰減后接收光數(shù)據(jù)總能量：光數(shù)據(jù)信號從傳輸端發(fā)出后，經(jīng)過海水信道，受到海水傳播中光衰減的影響，并且也會受到傳輸端與接收端孔徑引發(fā)的衰減效力，最后才傳輸?shù)浇邮斩恕＝?jīng)過衰減后接收光數(shù)據(jù)總能量是發(fā)射功率、幾何衰減、海水總衰減參數(shù)D（W）以及傳輸距離的函數(shù)。

基于水下光學(xué)無線通信海水信道特征模型仿真修正分析

任何一個模型在建立起來后，都需要進(jìn)行仿真驗(yàn)證以及對函數(shù)進(jìn)行修正等。基于水下光學(xué)無線通信海水信道特征模型仿真分析主要包括：在水下光學(xué)無線通信中海水信道特征函數(shù)仿真驗(yàn)證以及傳播誤碼率分析。我們選取一個海域的相關(guān)數(shù)據(jù)以及光傳播的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)代入模型函數(shù)中，看最后得出的結(jié)果與實(shí)際接收到的數(shù)據(jù)量的區(qū)別，然后根據(jù)這一區(qū)別進(jìn)行傳播誤碼率分析以及函數(shù)修正，修正后再選取另一個海域與光傳播的數(shù)據(jù)，進(jìn)行仿真驗(yàn)證，直到仿真實(shí)驗(yàn)后的結(jié)果與實(shí)際量的差距在誤差允許范圍之內(nèi)后為止。

結(jié)論

本文首先海水信道特征概要進(jìn)行簡單描述，水下光學(xué)無線通信中的海水信道特征主要包括海水信道具有吸收光數(shù)據(jù)信號的特征以及海水信道具有散射光數(shù)據(jù)信號的特征，這些特征導(dǎo)致光在海水中傳輸時，出現(xiàn)衰減現(xiàn)象。然后根據(jù)這些特征建立了水下光學(xué)無線通信中的海水信道特征模型，包括一個衰減參數(shù)函數(shù)、光吸收函數(shù)、光散射函數(shù)以及經(jīng)過衰減后接收光數(shù)據(jù)總能量。

影響光吸收函數(shù)的因素主要包括：水的吸收參數(shù)、葉綠素的吸收參數(shù)、CDOM吸收參數(shù)以及有機(jī)碎屑礦物顆粒吸收參數(shù)等。影響光散射函數(shù)的因素主要包括：水分子參數(shù)、葉綠素參數(shù)、小顆粒參數(shù)以及大顆粒參數(shù)等。最后對基于水下光學(xué)無線通信海水信道特征模型進(jìn)行仿真修正分析。基于水下光學(xué)無線通信海水信道特征模型仿真分析主要包括：在水下光學(xué)無線通信中海水信道特征函數(shù)仿真驗(yàn)證以及傳播誤碼率分析。

作者：楊宇單位：天津工業(yè)大學(xué)