近年来,水下光通信(UWOC)越来越多地被运用于军事、工业和科研领域中。相较于传统水下声学通信,水下光通信具有更低的延迟、更宽的带宽和更好的安全性。但是,水下光通信也面临诸多挑战,光信号在水下的传播会因为吸收、散射和海洋湍流等效应的影响而产生严重衰减,这导致水下光通信系统的链路距离较小(百米量级)。为了抑制吸收和散射效应对光信号的影响,通常使用波长在450纳米到550纳米之间的蓝绿光;而对于湍流效应,诸如空间分集、自适应光矫正、孔径平均等技术被用于水下光通信系统。据报道,部分相干光传输技术同样可以减少海洋湍流对光束传播的影响。然而,相较于部分相干光在自由空间光通信(FSO)中的运用,水下部分相干光通信的研究仍然有待进一步深入。本论文主要研究部分相干高斯光束在海洋弱湍流中传输时的闪烁指数与平均信道容量性能,随后基于“泰勒冻结假设”,研究部分相干高斯光束在各向同性的海洋弱湍流环境中辐照度波动的时间特性。论文的具体工作如下:1.论文研究了基于部分相干高斯光束的UWOC系统的平均信道容量性能。论文首先建立了 UWOC系统模型,系统使用了开关键控(OOK)调制技术和强度调制/直接检测(IM-DD)技术;接着基于高斯谢尔模型,从闪烁指数的径向与轴向分量出发,推导并化简了部分相干高斯光束在海水中的闪烁指数表达式;随后通过蒙特卡洛方法仿真了由于海洋吸收和散射效应造成的光信号在水下的路径损耗,结合对数正态分布,建立了同时考虑吸收、散射和海洋湍流综合影响的海洋联合信道模型,最后,基于OOK调制下的平均信道容量公式,通过数值计算方式研究部分相干光参数、信道参数以及海洋参数对部分相干高斯光在海洋弱湍流中的平均信道容量的性能影响。2.论文研究了部分相干高斯光束在海洋弱湍流中辐照度波动的时间特性。基于泰勒“冻结”假设,推导并化简了部分相干高斯光束在海洋弱湍流环境下的时间相关系数表达式与辐照度波动的瞬时功率谱表达式,基于化简结果,分别对部分相干高斯光束在海洋弱湍流环境中的时间相关性以及部分相干高斯光束在海洋弱湍流中传输的辐照度波动的瞬时功率谱进行了分析研究。论文所做的工作为水下光通信研究提供了一定参考。