本文研究了在混合衰落环境下，单入多出-水下无线光通信（SIMO-UWOC）系统采用选择性合并（SC）分集技术的误码性能。

1. 研究背景：

o 问题：水下无线光通信（UWOC）因其在高带宽、低时延、强保密性及无需频谱许可等方面的优势，成为下一代水下高速通信的关键技术。然而，实际海洋环境中存在复杂的信道损伤，如海水的吸收与散射导致的路径损耗、海水温度与盐度变化引发的海洋湍流衰落等，这些因素严重影响系统的误码率、中断概率与信道容量。

o 难点：现有研究大多侧重于单一衰落因素或采用简化信道模型，未能全面、准确地刻画实际海洋中湍流、指向误差与更贴合实际的水下路径损耗三者并存的混合衰落特性。

o 相关工作：文献中已有关于湍流与指向误差等单一或部分因素对UWOC系统性能影响的研究，但大多未能综合考虑所有关键因素，且采用的信道模型与实际海洋环境的拟合度不高。

2. 研究方法：

o 构建了一个综合考虑广义Gamma分布海洋湍流、零视轴指向误差及Elamassie路径损耗的SIMO-UWOC系统模型。

o 研究了该系统在选择性合并（SC）分集技术下的误码性能，并基于Meijer-G函数与多变量Fox-H函数推导出系统平均误码率的理论闭型表达式。

o 通过蒙特卡洛仿真验证了理论推导的正确性。

3. 实验设计与结果：

o 仿真结果表明，相比单入单出（SISO）-UWOC系统，采用SC分集的SIMO-UWOC系统能显著提升误码性能与传输距离。

o 在误码率为10−6时，分集阶数为2、3、4对应的传输距离较SISO-UWOC系统分别提升126.5%、179.4%和203%。

o 具体实验中，当链路传输距离为10米、GGD弱湍流闪烁指数为0.1074、接收机孔径为0.1米、抖动标准差为20厘米时，采用SC分集技术的SIMO-UWOC系统的平均误码率性能显著优于SISO-UWOC系统，且随着平均发射功率和分集阶数的增加，性能改善更为明显。例如，达到误码率2×10−2时，SISO-UWOC系统所需平均发射功率为30dBm，而分集阶数为2、3、4的SIMO-UWOC系统所需平均发射功率分别为24.5、22.6、21.8dBm，功率需求分别降低了约18.3%、24.7%和27.3%。

4. 总体结论：

o 采用分集合并技术的SIMO-UWOC系统是缓解海洋湍流、指向误差与路径损耗等混合信道衰落影响的有效途径之一。

o 随着接收端口数量的增加，系统性能改善效果也更为显著。通过减小抖动标准差或增大接收机孔径等方式，同样能够有效降低系统平均误码率，从而进一步抑制混合衰落对系统性能的负面影响。

o 本文的研究为后续快速评估系统误码率性能提供了有效参考，并为实际应用中的系统设计和优化提供了理论依据。