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题名多像素光子计数器的水下弱光信号检测算法
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作者
郝东
李田
李碧丽
赵佩荣
薛雅洁
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机构
海军装备部
西安精密机械研究所
西安邮电大学电子工程学院
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出处
《现代电子技术》
北大核心
2025年第20期1-9,共9页
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基金
装备预研教育部联合基金项目(8091B032130)。
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文摘
水下长距离无线光通信(OWC)中使用多像素光子计数器(MPPC)检测微弱信号时,由于其工作在盖革模式,存在严重的脉冲堆积效应和泊松噪声,导致计数困难、测量精度下降。为解决该问题,对MPPC接收的离散光子信号进行数学建模,提出一种反卷积联合广义安斯科姆根变换(DUGAT)检测算法。该算法首先利用反卷积滤波技术处理微弱信号,以降低堆积效应、收敛脉冲宽度;其次利用广义安斯科姆根变换(GAT)将泊松+高斯(P+G)分布的噪声信号转换为高斯变量,并等效为具有加性高斯噪声的信号;最后采用基于硬决策的检测算法对信号进行判决与计数。通过搭建实验环境,使用所提算法对采集的实验数据进行处理,结果表明:在水质衰减系数为0.114 m^(-1)、信号误码率为3.8×10^(-3)时,接收信号每个脉冲的平均光子数约为11个,并且与传统AR、ML检测算法相比,所提算法的灵敏度可分别提升约8.66 dB、9.55 dB;水质衰减系数为0.142 m^(-1)时,接收信号每个脉冲的平均光子数约为15个,并且与传统AR、ML检测算法相比,该算法的灵敏度分别提升约7.83 dB、9.26 dB。因此,采用所提算法可有效提升水下无线光通信(UOWC)系统的通信距离。
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关键词
无线光通信
多像素光子计数器
微弱信号检测
广义安斯科姆根变换
反卷积滤波技术
光功率
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Keywords
optical wireless communication
multi-pixel photon counter
weak signal detection
generalized Anscombe transform
deconvolution filtering technology
optical power
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分类号
TN929.1-34
[电子电信—通信与信息系统]
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