海洋湍流對水下雷射通信的影響及其抑制方法研究

《海洋湍流對水下雷射通信的影響及其抑制方法研究》是依託西安電子科技大學，由易湘擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：海洋湍流對水下雷射通信的影響及其抑制方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：易湘
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

水下雷射通信具有速率高、功耗低和隱蔽性強等優點，是解決水聲通信瓶頸、實現高速通信的有效手段。以往關於水下雷射通信有效性和可靠性的研究大都只考慮了海水的吸收和散射特性，很少考慮海洋湍流的影響。但實際上，海洋湍流會引起雷射光強、相位和傳輸方向的隨機變化，導致嚴重的信道衰落，使通信質量劣化。為此，本項目擬研究海洋湍流對水下雷射通信的影響以及抑制不利影響的有效方法。建立不同湍流強度下的光強起伏機率密度模型，定量分析雷射束沿水平或斜程路徑傳輸時的水下雷射通信性能；研究大孔徑接收和多光束髮射/接收所對應的海洋湍流信道衰落特性，評估孔徑平均和空間分集的湍流抑制效果；結合典型的水下網路拓撲結構，設計基於協作分集的湍流抑制方案並進行性能分析。本項目的制定緊密結合國家海洋發展戰略，研究成果將為抑制海洋湍流對水下雷射通信的影響提供理論依據，服務於“海洋強國”建設。

結題摘要

水下雷射通信具有速率高、功耗低和隱蔽性強等優點，是解決水聲通信瓶頸、實現高速通信的有效手段。以往關於水下雷射通信有效性和可靠性的研究大都只考慮了海水的吸收和散射特性，很少考慮海洋湍流的影響。但實際上，海洋湍流會引起雷射光強、相位和傳輸方向的隨機變化，導致嚴重的信道衰落，使通信質量劣化。為此，本項目研究海洋湍流對水下雷射通信的影響以及抑制不利影響的有效方法。建立不同湍流強度下的光強起伏機率密度模型，定量分析雷射束沿水平或斜程路徑傳輸時的水下雷射通信性能；研究大孔徑接收和多光束髮射/接收所對應的海洋湍流信道衰落特性，評估孔徑平均和空間分集的湍流抑制效果；結合典型的水下網路拓撲結構，設計基於協作分集的湍流抑制方案並進行性能分析。項目的主要成果包括：一個新的符合實驗結果的水平路徑海洋湍流空間功率譜模型；基於所提出模型進行的光束漂移、光強閃爍等光束傳播特性分析；孔徑平均、空間分集等湍流抑制技術的性能評估。本項目的制定緊密結合國家海洋發展戰略，研究成果為抑制海洋湍流對水下雷射通信的影響提供理論依據，服務於“海洋強國”建設。