一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法与流程

技术特征：
1.一种水下无线光通信信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，根据实际测量的海水参数计算出海水后向散射概率；s2，根据后向散射概率计算出散射相函数表达式中的各个系数；s3，根据散射相函数计算出散射角均方根；s4，根据散射角均方根计算出水下无线光信道光脉冲传输时延；s5，根据传输时延得到水下无线光信道光脉冲响应波形。2.根据权利要求1所述的一种水下无限光信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，s1中，实际测量的海水参数包括吸收系数a，前向散射系数b，后向散射系数b
b
和衰减系数c，海水参数测量不限制海域，不限制时间，不限制深度，不限制获取方式。3.根据权利要求1所述的一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，s1中，海水后向散射概率b由前向散射系数b和后向散射系数b
b
建立联系获得，关系为4.根据权利要求1所述的一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，s2中，散射相函数为tthg函数，其各个系数为加权系数前向散射非对称因子g1和后向散射非对称因子g2，tthg函数为散射角θ的经验公式，表达式为：其中其中式中，p
hg
(θ，g1)为前向henyey-greenstein散射相函数，p
hg
(θ，g2)为后向henyey-greenstein散射相函数。5.根据权利要求4所述的一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，s2中，根据经验公式建立方程组，通过步骤s1得到的海水后向散射概率b来求解方程组，获得tthg函数的各个系数，经验公式建立的方程组为：tthg函数的各个系数，经验公式建立的方程组为：g2＝-3.061446 1.000568g
1-0.01826332g1 0.03643748g
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式中，b为海水后向散射概率，为加权系数，g1为前向散射非对称因子，g2为后向散射非对称因子。6.根据权利要求1所述的一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，s3中，散射角均方根θ0表示单次散射角θ
i
(i＝1，2，3
…
)的均方根，θ0满足：d为微分运算符。7.根据权利要求1所述的一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，s4中，根据散射角均方根计算水下无线光信道光脉冲传输时延的过程为：将散射角均方根值
带入光子小角度近似散射模型，得到光脉冲传输时延。8.根据权利要求7所述的一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，光子小角度近似散射模型为：式中，t
m
表示脉冲光束在水下无线光信道的传输时延，z表示传输距离，n表示海水折射率，c表示真空中的光速，λ表示光学厚度，ω0表示单次散射反照率；光学厚度λ通过海水衰减系数c和传输距离z建立联系获得，满足λ＝cz；单次散射反照率ω0通过前向散射系数b和衰减系数c建立联系获得，满足ω0＝b/c。9.根据权利要求1所述的一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法，其特征在于，s5包括如下步骤：s5-1，将传输时延t
m
带入水下无线光信道光脉冲响应数学模型表达式中得到水下无线光信道光脉冲响应函数，水下无线光信道光脉冲响应数学模型表达式为：式中，t为时间变量；s5-2，根据水下无线光信道光脉冲函数绘制水下无线光信道光脉冲响应波形。

技术总结
本发明公开了一种水下无线光信道光脉冲响应模拟方法，包括如下步骤：根据实际测量的海水参数计算出海水后向散射概率；根据后向散射概率计算出散射相函数表达式中的各个系数；根据散射相函数计算出散射角均方根；根据散射角均方根计算出水下无线光信道光脉冲传输时延；根据传输时延得到水下无线光信道光脉冲响应波形。本发明采用光子小角度近似散射模型与TTHG散射相函数结合，在有效降低计算复杂度的同时，考虑后向散射对水下无线光信道光脉冲响应的影响，使结果尽可能接近实际情况。使结果尽可能接近实际情况。使结果尽可能接近实际情况。


技术研发人员：马春波 黄新义 敖珺 江火菊
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/3/25