蓝绿激光对潜通信光信道特性研究论文

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1、电子科技大学硕士学位论文蓝绿激光对潜通信光信道特性研究姓名：杨虹申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：杨小丽20080501摘要对潜通信是各潜艇强国研究的热点和重点。自潜艇出现以后，各国都在努力探讨适合于潜艇通信的新方法。因此，迫切需要研制数据率更高、隐蔽性更好的对潜通信系统，蓝绿激光对潜通信系统正是在上述背景下诞生的。在蓝绿激光对潜通信信道中，多次散射对激光脉冲传输影响很大，对光信号的影响，一方面表现在探测器接收到的信号单脉冲能量的衰减，另一方面表现在当携带信息的光脉冲通过散射介质到达接收机时，脉冲将在时间上产生延迟和扩展。后

2、者对系统的带宽和误码率有严重的影响，也容易引起码问干扰甚至符号串扰。因此，对激光在通道中的传播特性(尤其是散射特性)的研究就显得尤为重要。针对此问题，本文以机(星)载海洋激光对潜通信系统为背景，分析了蓝绿激光对潜通信光信道特性，建立了机载激光对潜通信的光脉冲传输模型，进而计算了对潜通信接收信号的能量衰减情况。在大气、云层、大气／海水、海水通道中，海水对光能量衰减影响最大；不同水质情况的海水对能量的衰减范围也比较大。研究了激光在云层介质中传输的多次散射特性，基于米氏散射理论，利用蒙特卡罗法来模拟激光在云层中传输的过程，分析了时间展

3、宽后的光脉冲波形。结果表明，时间展宽后的脉冲具有陡峭的上升沿和指数形式的收尾；非对称因子、云层物理厚度、消光系数、接收视场角等对时脉展宽都有影响，其中，非对称因子、云层物理厚度对时间展宽及时间延迟影响较大。在研究海水的多次散射理论方法中，采用了小角度近似理论来讨论海水中各项成分对时间延迟的影响；得出水质的浑浊程度对时间延迟影响最大。采用蒙特卡罗方法，模拟了蓝绿激光水下传输光子分布和时间展宽情况，得出水质浑浊程度对水下光通信的影响很大，这一结论与用小角度近似理论模拟出的结果相吻合。散射信道引起光脉冲时间延迟和时间展宽，此多散射效应

4、引起的多径通道效应，对通信质量有较大影响，因此考虑采用频域滤波方式可以有效的提高信噪比。本文针对实际通信系统，结合系统设计的各种参数，采用蒙特卡罗法模拟得出的接收面上光子分布和波形展宽情况，更贴近实际，具有一定的创新性，更具有实际的指导意义。本文的研究方法和研究结果，对提高激光对潜通信、水下探测和成像系统的T摘要性能提供了理论基础。关键词：蓝绿激光，散射信道，蒙特卡罗，时间延迟，时间展宽ⅡABS眦CTABSTRACTTheproblemofSubmarineLaserCommunicationisahotiSSUeinsomec

5、ountrieswhichisSOstronginsubmarine．Sincethesubmarinewasinvented，everycountryhasbeentryingtoresearchnewmethodsuitableforSubmarineLaserCommunication．Therefore，itisimminenttodevelopthenewSubmarineLaserCommunicationsystemwitllhigherdatatransferrateandbettercrypticness．Th

6、eblue-greenSubmarineLaserCommunications)，stemcametobeingunderthisbackground．Multiplescatteringhasinfluenceonlaserpulsetransmissionintheblue-greenSubmarineLaserCommunicationchannel，whichincludestwoaspects，inonehand，thesignalpowerreceivedbydetectorattenuates，inotherhan

7、d，whenthepulsecarryinginformationarrivMsatthereceiverthroughscatteringmedia,pulsewillbroadenintime．ThelaterhasaffectedthebandwidthandbiterrorrateofsystemseverelyandalsohasimpactonInter-SymbolandInter-CodeInterference．Thereb弘theresearchonlasertransmittingpropertiesinc

8、hannelisveryimportant．Tostudythisproblem，bebasedonthestudiesofopticalscatteringchannel，thechannelisdescribedasamulti-pathinthisdiss