基于数字信号处理的高灵敏度水下光通信发收机设计与评估

• 作者: 任庭瑞 于笑楠 佟首峰 田明广 王潼 张鹏 王大帅 安宁
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 光通信 水下可见光通信 开关键控调制 数字信号处理 现场可编程逻辑门阵列
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 光纤光学与光通信|Fiber Optics and Optical Communications
• 页码范围: 101-110
• 页数: 10页
• 分类号: TN929.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202249.0406005

摘要

根据水下可见光通信长距离传输的需求,对水下光通信信道进行建模仿真,并设计了一种基于数字信号处理的高灵敏度水下光通信发收机.在发收机中采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)进行开关键控(OOK)调制、编码以及有限长单位冲激响应滤波器滤波(FIR)、自适应门限判决、滑动均值滤波等数字信号处理手段提高系统信噪比及误码性能,并在不同水质环境中进行水下光通信实验,对整体通信系统进行误码率分析,验证系统性能.实验结果表明,在满足误码率等于10-6条件下,接收机灵敏度可以达到-38 dBm.实验证明该通信系统在码速率5 Mbps、误码率10-6条件下在Ⅰ类水质中传输距离达到20 m,Ⅱ类水质中传输距离10 m,Ⅲ类水质中传输距离可以达到4.5m.