文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
蓝绿激光通信下行信道Monte Carlo仿真和建模
姓名:何谷强
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:汪小燕;董燕
20090525
华中科技大学硕士学位论文

摘要
蓝绿激光通信的下行信道是由大气信道,大气海水界面,海水信道组成的复杂
随机信道,整体的、准确的信道模型对蓝绿激光通信系统的研究、设计和实现具有
很大的参考价值。本文着重分析了蓝绿激光下行信道中散射介质的分布特点、散射
和吸收特性,并通过蒙特卡罗仿真和等效建模思想建立了 10 种通信场景下的蓝绿激
光下行通信信道模型。
首先,分析了大气信道垂直方向上的光学特性,并着重分析了大气信道中 Monte
Carlo 仿真的方法。根据海面上空实际的大气组成,把大气中激光的传输信道分成了
三层进行仿真, 仿真中考虑到激光信号主要是受云层下和云层中气溶胶的散射影
响,所以对云层下和云层中气溶胶进行了详细的调研和仿真分析。其次,分析了大
气海水界面和海水信道垂直方向上的光学特性,并着重分析了大气海水界面和海水
信道中 Monte Carlo 仿真的方法。本文对各类海水中分子、悬浮颗粒的散射和吸收特
性进行了详细的分析,并根据中国海域水文要素的分布特点将第 3 类海区的海水分
成 0 至 20 米和 20 米以下两层来研究。最后,研究了抽头时延滤波器的理论,并建
立了 10 种不同通信场景下大气海水信道的等效模型。
本文建立的信道模型综合考虑了各种影响因素,最后通过理论分析验证了模型
的准确性。这种等效信道模型为以后建立相应的蓝绿激光通信仿真系统、研究通信
链路的性能打下了良好的基础。

关键词:蓝绿激光;下行通信;散射;蒙特卡罗仿真;等效建模
I
华中科技大学硕士学位论文

Abstract
Blue-green munication downlink channel consist of atmosphere ,
atmosphere-ocean interface and ocean is a random channel, the equivalent math model
has important theoretical guidance and practical significance for the entire
communications system analysis and design. Blue-green munication downlink
channel under different scenarios have very different characteristics ,this article focus on
the characteristics of distribution, scattering and absorption properties of the multi-layer
laser transmission medium, and the method of Monte Carlo simulation and theoretical
analysis is adopted for modeling the atmosphere-ocean munication channel.
Firstly, the optical properties of molecules and aerosol in vertical atmospheric
channel and the characteristics of laser pulse through different channel mediums are
analyzed in detail. According to the position of the atmosphere over the sea ,
the atmospheric laser transmission channel is divided into the three-layer media ,and The
atmospheric aerosol scattering below Cloud has been detailed analyzed and research.
Secondly , the scattering and absorption properties of water molecules and
suspended particles on the v