信道复用技术在LED水下可见光通信中的应用

Q4 Physics and Astronomy

光学应用 Pub Date : 2023-01-01 DOI:10.5768/jao202344.0508002

PENG Jiachi, GUO Jianzhong, LI Yanlong, ZHANG Liang, ZHOU Ying, AI Yong, LIANG Hexi

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摘要

以发光二极管(LED)为发射端的水下可见光通信(UVLC)系统因器件带宽所限其传输速率较低，且受水质环境影响较大，致使通信综合性能不佳。为提高信道容量与通信质量，将信道复用技术应用在LED-UVLC系统中，以现场可编程门阵列(FPGA)为数据处理核心，搭建LED蓝绿光发射阵列以及雪崩光电二极管(APD)接收阵列，设计出了一个4×4的多信道UVLC系统。我们将系统置于长20 m的水下环境中，以26.7 Mbit/s的通信速率，完成了误码率(BER)约为10−7的双向传输。实验数据表明，当传输不同大小的数据文件时，对比传统的单输入单输出水下可见光通信(SISO-UVLC)系统，节省了约4倍的通信时间，且与仿真的信道容量增益一致。另外，在水质和通信距离相同的条件下，本系统能获得更优的BER性能。

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Application of channel multiplexing technology in LED underwater visible light communication

以发光二极管(LED)为发射端的水下可见光通信(UVLC)系统因器件带宽所限其传输速率较低，且受水质环境影响较大，致使通信综合性能不佳。为提高信道容量与通信质量，将信道复用技术应用在LED-UVLC系统中，以现场可编程门阵列(FPGA)为数据处理核心，搭建LED蓝绿光发射阵列以及雪崩光电二极管(APD)接收阵列，设计出了一个4×4的多信道UVLC系统。我们将系统置于长20 m的水下环境中，以26.7 Mbit/s的通信速率，完成了误码率(BER)约为10⁻⁷的双向传输。实验数据表明，当传输不同大小的数据文件时，对比传统的单输入单输出水下可见光通信(SISO-UVLC)系统，节省了约4倍的通信时间，且与仿真的信道容量增益一致。另外，在水质和通信距离相同的条件下，本系统能获得更优的BER性能。

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光学应用 Physics and Astronomy-Atomic and Molecular Physics, and Optics

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