● 摘要
水下无线激光通信与传统的声学通信相比，具有大带宽、低延时的优点，具有很好的应用前景，如可用于潜艇，军舰，水下传感器及水下无人探测器（UUV）等之间的通信。因此，近年来水下激光通信得到了越来越广泛的研究。 在水下通信过程中，与声波相比，光波会受到更多的吸收和散射作用。过去的大多数研究都只考虑衰减因素建立了水下无线激光通信系统模型。然而， 水下，尤其是海底应用的情况下，散射效应比衰减效应更重要。采用矢量辐射传输理论（VRT）可以同时捕获衰减和多重散射效应，同时VRT也考虑了光的极化。因此，VRT提供了一种更精确地描述随机媒介中光传输特性的方式。此外，脉冲位置调制（PPM）由于其具有更高的功率利用效率而被广泛应用于空间激光通信系统。本论文基于矢量辐射传输理论，对采用多进制脉冲位置调制（M-PPM）的水下激光通信系统性能进行了研究。并鉴于水下激光通信信道噪声较大，系统性能不理想，本论文还研究了均衡技术对系统性能的改善。 本论文针对水下高速率的无线激光通信系统，完成了如下工作：（1） 通过研究水下信道中，海水对激光所产生的散射和吸收效应，建立了基于矢量辐射传输理论的水下信道模型，该模型可对在不同水域、不同水深的信道中传输的信号光所经历的衰减和散射作用进行描述，是论文研究水下无线激光通信系统性能的基础。（2） 将均衡技术引入水下无线激光通信系统中，分析了各种均衡器系统模型及算法，并利用基于最小均方误差（LMS）算法的自适应均衡和基于常数模（CMA）算法的盲均衡，结合PPM调制技术，对1Gbit/s的水下无线激光通信系统的接收信号眼图及误码性能进行了仿真分析，所得结果为均衡技术在水下无线激光通信系统中的应用提供了理论依据。