高斯光束在海洋湍流中普遍散射及UWOC系统性能评估
光学
2024-06-18 v1 大气与海洋物理
摘要
本文基于一般海洋湍流光学功率谱（OTOPS）和Rytov理论，推导了高斯光束在弱海洋湍流中散射指数（SI）的通用精确闭式表达式。我们的通用表达式不仅包含现有的Rytov方差，还考虑了克莱因微尺度非零的实际情况。通过在相同条件下与已发表工作进行比较，验证了我们的推导的正确性和准确性。利用我们推导的表达式，我们分析了各种光束、传播和海洋湍流参数对SI和水下无线光通信（UWOC）系统比特错误率（BER）性能的影响。数值结果表明，克莱因微尺度与SI之间存在非线性关系。此外，考虑到某些海洋湍流参数与深度相关，我们利用阿尔gos浮标在实际海洋中部署的温度和盐度数据，研究了SI随深度的依赖性。我们的发现将为UWOC系统的设计和优化提供帮助。
引用
@article{arxiv.2406.11181,
title = {General Scintillation for Gaussian Beam Propagating through Oceanic Turbulence and UWOC System Performance Evaluation},
author = {Yuxuan Li and Xiang Yi and Xinyue Tao and Ata Yalçın and Mingjian Cheng and Lu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.11181},
year = {2024}
}