水下光无线通讯中时变 RTE 的改进精确求解器
信号处理
2019-05-07 v1 计算工程、金融与科学
性能
摘要
本文研究了一种用于评估水下光无线通讯(UOWC)中时变辐射传输方程(RTE)的改进数值求解器。RTE 根据与环境相关的固有光学特性,即吸收系数、散射系数以及相散射函数(PSF),评估水下信道中光波的光学路径损耗。所提数值算法基于 [1]-[4] 中的算法改进:修正了 [1] 提出的有限差分格式,并通过引入更精确的 7 点求积格式改进了 [2] 的求积方法,以计算对应于 RTE 积分项的求权系数。此外,基于 [3] 和 [4] 中使用的散射角离散化算法进行了修正,并相应调整了接收机视场离散化。有趣的是,该 RTE 求解器已应用于三种体散射函数,即单项和 HG 相函数、双项 HG 相函数 [5] 以及 Fournier-Forand 相函数 [6],覆盖 Harbor-I 与 Harbor-II 水质类型。基于所提算法评估的归一化接收功率,从系统与信道参数角度研究了 UOWC 系统的误码率性能。经调整数值累积分布函数计算方法并优化散射角数量,该增强算法与其基于 [7] 仿真改进的蒙特卡洛对应算法性能极为接近。所提 RTE 求解器的 Matlab 代码见 [8]。
引用
@article{arxiv.1905.01472,
title = {An Improved Accurate Solver for the Time-Dependent RTE in Underwater Optical Wireless Communications},
author = {Elmehdi Illi and Faissal El Bouanani and Ki-Hong Park and Fouad Ayoub and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01472},
year = {2019}
}