水下激光通信中最大比合并分集接收性能的分析与仿真

简介：
本研究探讨了水下激光通信中的最大比合并分集接收技术，通过理论分析和仿真试验，评估其在不同条件下的性能表现，为提高水下通信质量提供参考。 受海水吸收与散射的影响，在长距离水下通信过程中信号强度减弱，信噪比（SNR）降低，导致误码率（BER）上升，并限制了最远的通信范围。为此，我们提出将最大比合并（MRC）分集接收技术应用于水下激光通信系统中。通过分析和研究，在考虑海水吸收与散射综合作用的情况下，探讨了MRC空间分集接收技术相比于等增益合并（EGC）在改善水下激光通信系统接收器性能方面的优势。 我们推导出了MRC加权系数的分配方式，并进一步分析了不同接收支路数量对整体BER的影响。通过蒙特卡罗仿真方法，针对波长为532纳米的绿光，在IB型水质条件下100米处六通道分集接收器中进行了对比研究，展示了在该环境下MRC相对于EGC性能改善的具体情况。 此外，还模拟了不同水质（Jerlov IB和II类）下两种合并技术BER随通信距离变化的关系。理论分析与仿真结果表明：MRC能够根据各路信号的SNR状况合理分配加权系数以实现最佳接收信噪比；在相同的误码率要求下，MRC可以延长水下激光通信的最大传输范围；而在相同传输范围内，则能显著降低系统的BER值。 因此，这项研究为构建长距离、高可靠性的水下激光通信系统提供了一种有效的技术解决方案。