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
光学应用 Physics and Astronomy-Atomic and Molecular Physics, and Optics
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Wide-area scanning control technology of embedded photoelectric search aiming and indication system Gait recognition method of infrared human body images based on improved ViT Inter-partition phase unwrapping method based on Gray code Image segmentation method of surface defects for metal workpieces based on improved U-net Optical system design of small-caliber and large-field industrial endoscope
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