水下无线光通信技术研究分析

1

作者 石勇 李朝阳 李江勇 《激光与红外》 北大核心 2025年第7期1155-1162,共8页

由于水下无线光通信在水下环境中具有高速、大容量数据传输等技术优势,近年来受到了广泛关注。本文概述了水下光通信的工作原理,分析了水下光通信相较于其他传统水下通信方式的优缺点,系统阐述了水下无线光通信系统核心技术,重点涵盖了... 由于水下无线光通信在水下环境中具有高速、大容量数据传输等技术优势,近年来受到了广泛关注。本文概述了水下光通信的工作原理,分析了水下光通信相较于其他传统水下通信方式的优缺点,系统阐述了水下无线光通信系统核心技术,重点涵盖了发射光源选择、水下信道建衰及信号调制与编解码方案等关键技术。同时,总结了水下无线光通信的未来发展趋势,为水下无线光通信的未来发展提供了参考。 展开更多

关键词 水下无线光通信 调制和编码调制 水下通信网 水下光通信模型

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水下无线光通信与测距一体化系统设计与实现(特邀)

2

作者 王佳乐 郑凯文 廉杰 《光通信研究》 北大核心 2025年第4期35-41,共7页

【目的】随着海洋经济的迅速发展,水下物联网(IoT)面临着智能化和便捷化的迫切需求。传统通信与感知模块的分离导致设备体积庞大和成本高昂,制约了整体系统性能,从而促使通信与感知一体化(ISAC)系统,尤其是基于水下无线光通信(UWOC)的光... 【目的】随着海洋经济的迅速发展,水下物联网(IoT)面临着智能化和便捷化的迫切需求。传统通信与感知模块的分离导致设备体积庞大和成本高昂,制约了整体系统性能,从而促使通信与感知一体化(ISAC)系统,尤其是基于水下无线光通信(UWOC)的光学ISAC(OISAC)系统成为了当前研究热点。尽管OISAC系统具有高频谱利用率和低延迟的优势,但在实际应用中仍面临时钟同步及硬件实现的挑战。【方法】针对这些问题,文章提出了一种基于扩频信号的一体化双工水下光通信测距(OICAR)系统。文章采用扩频通信体制传输通信信息,这种通信方式能够有效地对抗发射光源和传输信道导致的信道衰落,保证了通信信息的成功传输。同时,文章在双工扩频信号码片中添加时间戳信息,利用主从机时间戳信息、扩频码自相关特性以及频率控制字(FCW),实现了异步收发机水下高精度测距。并且文章采用发光二极管(LED)阵列和现场可编程门阵列(FPGA)处理系统搭建了实时硬件实现系统,为水下OICAR系统的发展提供了硬件验证系统。【结果】随后,在拖曳水池对OICAR实时系统进行了通信与测距实验,验证了文章设计系统水下最远通信距离可达63.5 m,且测距精度保持在±0.25 m以内。【结论】这一结果表明,文章所设计OICAR系统能够实时实现高效的水下通信与精确测距功能。 展开更多

关键词 水下无线光通信 硬件设计 水池实验 一体化光通信测距 扩频系统

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广义Gamma分布弱湍流环境含指向误差串行中继水下无线光通信系统误码性能分析 被引量：1

3

作者 王懿旭 李岳衡 +1 位作者 黄平 居美艳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期37-51,共15页

鉴于目前普遍选用的水下弱湍流模型无法准确拟合实测数据的缺陷,选取经实验测试验证的广义Gamma分布来表征海洋弱湍流,以期合理评估受湍流等因素影响的水下无线光通信系统的误码性能。提出一种包含广义Gamma分布弱湍流、零/非零视轴指... 鉴于目前普遍选用的水下弱湍流模型无法准确拟合实测数据的缺陷,选取经实验测试验证的广义Gamma分布来表征海洋弱湍流,以期合理评估受湍流等因素影响的水下无线光通信系统的误码性能。提出一种包含广义Gamma分布弱湍流、零/非零视轴指向误差以及无衰落信道冲激响应隐路径损耗和多径效应的混合衰落信道模型,据此推导混合衰落串行中继无线光通信系统平均误码率的数学闭型表达;通过数值仿真验证所推导的误码率理论表达式的准确性,并考察不同系统核心参数对误码率的影响。研究结果表明:串行中继节点的引入可有效提高系统的误码性能,以零视轴指向误差、最终传输距离达45 m、误码率需求10-3为例,引入1至3个串行中继节点后,系统从一开始的无法工作,变为所需的发射功率分别降低至24 dBm、12 dBm和6 dBm;而光源初始发散角增大导致的无衰落信道冲激响应时延扩展,即符号间干扰,则会严重降低此性能改善。 展开更多

关键词 水下无线光通信 串行中继 性能分析 误码率 广义Gamma分布

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水下无线光通信模型及其实验研究进展

4

作者 杨尚君 梁静远 柯熙政 《光通信技术》 北大核心 2024年第6期1-5,共5页

为了分析水下无线光通信技术在海洋湍流中的传输行为,基于水下非视距(NLOS)传输模型、水下信道模型和相关实验,对水下无线光通信技术进行了全面总结,并分析了蓝绿光在3种不同NLOS传输模型下的传输特性。结合先前的实验结果,阐述了光在... 为了分析水下无线光通信技术在海洋湍流中的传输行为,基于水下非视距(NLOS)传输模型、水下信道模型和相关实验,对水下无线光通信技术进行了全面总结,并分析了蓝绿光在3种不同NLOS传输模型下的传输特性。结合先前的实验结果,阐述了光在水下传输过程中吸收散射及湍流效应对水下折射率结构常数和概率分布的影响机理。同时,对水下光通信实验进行了总结,通过研制的光学系统验证了不同传输速率和不同距离下的水下光通信性能,并对水下无线光通信未来的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 水下无线光通信 蓝绿光 非视距 信道模型 湍流

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水下无线光通信动态阈值判决技术研究与性能分析

5

作者 王争辉 高冠军 +1 位作者 张家梁 李哲 《光通信技术》 北大核心 2024年第2期7-11,共5页

针对海洋湍流信道环境下固定阈值判决方案导致水下无线光通信系统性能恶化的问题,提出了一种动态阈值判决方案。该方案基于水下湍流信道慢衰落的特性,在发送端将数据以帧为单位进行发送,接收端则根据接收帧前导码的幅度每帧更新一次判... 针对海洋湍流信道环境下固定阈值判决方案导致水下无线光通信系统性能恶化的问题,提出了一种动态阈值判决方案。该方案基于水下湍流信道慢衰落的特性,在发送端将数据以帧为单位进行发送,接收端则根据接收帧前导码的幅度每帧更新一次判决阈值。采用蒙特卡洛法和Gamma-Gamma信道模型对水下无线光通信系统进行仿真,仿真结果表明:在弱湍流信道环境下,当系统误码率为10^(-6)时,动态阈值判决方案比固定阈值判决方案的误码性能提升5.4 dB;在中、强湍流信道环境下,动态阈值判决方案能够有效抑制误码率门限现象的产生。 展开更多

关键词 水下无线光通信 动态阈值判决 海洋湍流 Gamma-Gamma信道模型

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全双工水下无线光通信系统自干扰问题研究 被引量：2

6

作者 王杰 范婷威 +3 位作者 申玲菲 黄志伟 迟楠 周田华 《光通信研究》 2023年第4期28-33,共6页

针对全双工水下无线光通信(FD-UWOC)系统中存在的自干扰限制系统通信性能的问题,文章提出了一种双波长收发分离的方法。基于Monte Carlo数值仿真方法,在Jerlov I、Jerlov IB和Jerlov II 3种典型水质下,分析了自干扰对450 nm单波长、525... 针对全双工水下无线光通信(FD-UWOC)系统中存在的自干扰限制系统通信性能的问题,文章提出了一种双波长收发分离的方法。基于Monte Carlo数值仿真方法,在Jerlov I、Jerlov IB和Jerlov II 3种典型水质下,分析了自干扰对450 nm单波长、525 nm单波长和双波长FD-UWOC系统性能的影响情况。仿真结果表明,水质越差,自干扰越强,并且自干扰的增强会显著降低FD-UWOC的光信噪比(OSNR),进而限制了系统的最远传输距离;采用双波长收发分离方法的FD-UWOC系统相较于单波长FD-UWOC系统能带来约60 dB的OSNR提升,从而可以实现更远的传输距离,其中,在Jerlov II类水质下传输距离提升了80 m,并能在Jerlov I和Jerlov IB类水质下实现大于100 m的有效传输距离。这些结果在FD-UWOC系统设计中具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 全双工水下无线光通信 Monte Carlo方法 自干扰 后向散射 双波长

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基于扩频技术的水下无线光通信系统 被引量：2

7

作者 吕伟超 徐敬 《无线电通信技术》 2021年第4期410-415,共6页

水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication,UWOC)逐渐成为海洋探测领域一项越来越重要的技术。得益于水下光通信器件的不断发展,UWOC的通信速率越来越高,可达Gbit/s,但传输距离往往在百米以内,限制了UWOC的应用。扩频... 水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication,UWOC)逐渐成为海洋探测领域一项越来越重要的技术。得益于水下光通信器件的不断发展,UWOC的通信速率越来越高,可达Gbit/s,但传输距离往往在百米以内,限制了UWOC的应用。扩频技术以一定的信号带宽为代价,可以提高UWOC的接收端灵敏度,延长其传输距离,并提高系统的抗干扰能力。通过对扩频技术进行仿真分析和实验测试,验证了其用于延长UWOC传输距离方案的可行性,且实验结果与仿真结果相吻合。其中,当信号带宽为200 MHz时,使用扩频技术可以将系统接收灵敏度提升约4.8 dB。最后提出将扩频技术应用于基于单光子探测器的UWOC系统,并通过仿真验证了其可行性。 展开更多

关键词 水下无线光通信 扩频技术 传输距离 单光子探测器

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Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究 被引量：15

8

作者 傅玉青 段琦 周林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期98-105,共8页

采用外差式差分相移键控(Differential phase-shift keying,DPSK)调制的水下无线光通信(Underwater wireless optical communication,UWOC)系统经过Gamma Gamma强海洋湍流信道传输,当接收端与发送端之间存在瞄准误差并采用孔径接收方式... 采用外差式差分相移键控(Differential phase-shift keying,DPSK)调制的水下无线光通信(Underwater wireless optical communication,UWOC)系统经过Gamma Gamma强海洋湍流信道传输,当接收端与发送端之间存在瞄准误差并采用孔径接收方式时,分析了湍流效应和瞄准误差对接收光强的抖动影响,推导了UWOC系统的平均误码率(Bit error rate,BER)和中断概率(Outage probability,OP)的解析表达式。数值模拟研究了不同的瞄准误差、束宽、接收孔径和海洋湍流参数对平均BER和OP性能的影响。结果表明,在相同的束宽和信道环境下,瞄准误差越大,系统性能越差;光束束宽与孔径半径之比越大,接收孔径直径越大,系统性能越好;另外,选择较小的温度和盐度波动对海洋湍流贡献的比值ω和均方温度耗散率χT,以及较大的湍流动能耗散率ε和动力粘度u的海洋湍流环境也有利于获得较好的系统性能。 展开更多

关键词 水下无线光通信 强海洋湍流 瞄准误差 误码率 中断概率

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高速水下无线光通信系统研究进展 被引量：4

9

作者 满仲麒 谭玉彬 +1 位作者 刘显著 王天枢 《光通信研究》 2023年第4期1-6,共6页

水下无线光通信(UWOC)系统可以实现最高Gbit/s量级的信号传输速率,对于现代水下应用具有重要意义。文章简述了UWOC系统的发展过程,对不同种类的UWOC系统进行了比较,对高速UWOC系统的研究现状进行了综述,从高速UWOC系统的光源、接收机以... 水下无线光通信(UWOC)系统可以实现最高Gbit/s量级的信号传输速率,对于现代水下应用具有重要意义。文章简述了UWOC系统的发展过程,对不同种类的UWOC系统进行了比较,对高速UWOC系统的研究现状进行了综述,从高速UWOC系统的光源、接收机以及信号处理3个部分进行了总结与讨论。希望文章可以为未来高速UWOC系统的研究与发展带来帮助。 展开更多

关键词 水下无线光通信 光接收机 数字信号处理 调制技术

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水下无线光通信系统一般测试方法 被引量：3

10

作者 陈庆瑞 李燕龙 +2 位作者 吕伟超 宋广斌 徐敬 《光通信研究》 2023年第4期42-52,共11页

水下无线光通信(UWOC)是一种新兴的高速水下通信技术,因其拥有传输带宽高、抗电磁干扰能力强、功耗低和体积小等优点,在学术界和工业界逐渐引起广泛关注。尽管光作为信息载体在水下传输时存在较大衰减,但其传输距离仍然可达百米级别,足... 水下无线光通信(UWOC)是一种新兴的高速水下通信技术,因其拥有传输带宽高、抗电磁干扰能力强、功耗低和体积小等优点,在学术界和工业界逐渐引起广泛关注。尽管光作为信息载体在水下传输时存在较大衰减,但其传输距离仍然可达百米级别,足以满足传感器数据传输的距离要求。然而,目前UWOC技术仍处于早期发展阶段,大部分UWOC系统的实验仅在实验室水箱开展,且性能测试方法各不相同,缺乏统一的性能测试模型和方法。为更客观地评估UWOC系统的性能,文章尝试提出UWOC系统的一般测试方法,建立测试模型,并总结系统评价指标,以促进UWOC技术的发展。 展开更多

关键词 水下无线光通信 测试模型 评价指标 测试方法 水下测试

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非视距水下无线光通信技术的研究进展 被引量：3

11

作者 孔美巍 袁鹤翔 +3 位作者 王梦奇 潘妍妍 周辉 杨群慧 《光通信研究》 2023年第4期7-10,67,共5页

非视距(NLOS)水下无线光通信(UWOC)主要利用空气—海水界面反射或海水中微粒对光的散射进行通信,可以有效地解决视距(LOS) UWOC的链路对准问题。文章总结了NLOS UWOC技术在信道模型、模拟仿真和实验研究方面的研究进展。目前,国内外学... 非视距(NLOS)水下无线光通信(UWOC)主要利用空气—海水界面反射或海水中微粒对光的散射进行通信,可以有效地解决视距(LOS) UWOC的链路对准问题。文章总结了NLOS UWOC技术在信道模型、模拟仿真和实验研究方面的研究进展。目前,国内外学者主要探索了水质、波浪、湍流、调制技术和收发端配置等因素对NLOS UWOC链路性能的影响。很少有学者研究复杂的水动力和水质综合因素、光源的非线性、探测器的非线性、灵敏度以及噪声等对NLOS UWOC性能的影响以及有效解决方案。为此,未来需要展开更加深入的信道模型、仿真和实验研究,从而推动NLOS UWOC技术的发展。 展开更多

关键词 水下无线光通信 非视距 信道模型 蒙特卡洛仿真

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基于深度学习的水下无线光通信信噪比改善研究与实现 被引量：5

12

作者 孙猷 张俊杰 《光通信技术》 2021年第1期10-15,共6页

复杂的水下环境造成了水下光信号的质量下降,为提升水下无线光通信系统信号信噪比,结合深度神经网络提出了一种信噪比改善方法,该方法通过信号频谱有效抑制了信号噪声。实验结果表明:针对1 m传输距离的水下无线光通信16阶正交振幅调制-... 复杂的水下环境造成了水下光信号的质量下降,为提升水下无线光通信系统信号信噪比,结合深度神经网络提出了一种信噪比改善方法,该方法通过信号频谱有效抑制了信号噪声。实验结果表明:针对1 m传输距离的水下无线光通信16阶正交振幅调制-正交频分复用(16QAM-OFDM)信号,该方法可以实现约17 dB的信噪比提升同时误码率降低至1.709×10-3,可应用于水下无线光通信系统中提升传输性能,且具备一定的泛化能力。 展开更多

关键词 水下无线光通信 信噪比改善 深度学习 正交频分复用

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水下无线光通信的安全性研究 被引量：4

13

作者 邓欢 徐敬 《无线电通信技术》 2021年第4期416-423,共8页

水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication,UWOC)作为水下无线网络的重要补充,因其高带宽、低延迟等特点,近年来引起了众多研究学者的关注,研究方向普遍侧重于提高UWOC系统的传输距离和通信速率,但目前关于UWOC安全方... 水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication,UWOC)作为水下无线网络的重要补充,因其高带宽、低延迟等特点,近年来引起了众多研究学者的关注,研究方向普遍侧重于提高UWOC系统的传输距离和通信速率,但目前关于UWOC安全方面的研究较少,无法为其提供全面和有效的安全保护。针对UWOC系统面临的安全威胁问题,从光斑扩散、非视距(Non Line of Sight,NLOS)散射和主动攻击3个方面进行了分析。为了推动UWOC的安全性研究,介绍了同样是以光为载波的光纤通信、自由空间通信(Free Space Communication,FSO)和室内可见光通信(Visible Light Communication,VLC)中常见的3个物理层安全技术,即身份认证、数据保密性以及密钥的生成和分发。基于UWOC和水下环境的特点,分析了上述方法在UWOC中应用的实际问题,为未来UWOC的安全性研究提供参考方向。 展开更多

关键词 水下无线光通信 信息泄露 主动攻击 信息传递安全

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水下无线光通信中MIMO技术研究现状 被引量：4

14

作者 张立妍 蒋锐 +2 位作者 张龙 唐昕柯 董宇涵 《光通信研究》 2023年第4期14-20,72,共8页

水下无线光通信(UWOC)具有大容量和高速率等优势,然而受水下复杂环境和光学器件带宽的影响,实际通信范围和传输速率受到制约。多输入多输出(MIMO)技术将空间单流数据转换为多流数据并行传输,可以扩展UWOC的通信距离,缓解水下吸收、散射... 水下无线光通信(UWOC)具有大容量和高速率等优势,然而受水下复杂环境和光学器件带宽的影响,实际通信范围和传输速率受到制约。多输入多输出(MIMO)技术将空间单流数据转换为多流数据并行传输,可以扩展UWOC的通信距离,缓解水下吸收、散射效应和湍流引起的通信性能下降,因而受到广泛关注。基于此,文章围绕UWOC中的MIMO技术,分析和总结了MIMO-UWOC的信道模型、研究现状、实验装置与原型以及发展趋势与展望。 展开更多

关键词 水下无线光通信 多输入多输出 空间分集 误码率 空间复用

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基于微气泡散射的水下无线光通信复合信道建模 被引量：1

15

作者 贺锋涛 杨航宇 +4 位作者 李碧丽 寇琳琳 张建磊 聂欢 南艺璇 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1732-1742,共11页

海浪、船舶尾流以及海洋生物游动与呼吸等原因会导致海水中存在大量的气泡,气泡群带来的散射效应对光信号的水下传输具有重要影响,但典型的水下无线光通信信道模型一般不考虑气泡群带来的负面效应。为了进一步完善传统的水下无线光通信... 海浪、船舶尾流以及海洋生物游动与呼吸等原因会导致海水中存在大量的气泡,气泡群带来的散射效应对光信号的水下传输具有重要影响,但典型的水下无线光通信信道模型一般不考虑气泡群带来的负面效应。为了进一步完善传统的水下无线光通信信道模型,本文利用Mie散射理论分析海水中的微气泡及微气泡群光散射特性,基于蒙特卡洛法建立包含气泡散射的复合海水信道模型,分析不同海水水质、气泡密度、链路距离等参数条件下接收端的光学特性和信号特性。结果表明:当链路距离为5 m时,随着气泡密度的增大,接收端光斑的弥散程度加剧,其面积可增至初始大小的3~5倍,中心能量也显著降低,最多可降至最大值的0.5%;当链路距离为10~40 m时,气泡群的存在以及链路距离的增长会导致接收端第一次接收到光子的时间延长约10~200 ns,且使脉冲展宽值增大;当链路距离为2~10 m时,气泡群密度的增大最多可使归一化接收功率降低至初始值的0.004%,但随着水质的恶化,其他粒子含量提高,气泡群对接收功率的影响逐渐减小。该研究可以为水下无线光通信系统的设计和理论分析提供参考。 展开更多

关键词 水下无线光通信 MIE散射 微气泡 蒙特卡洛法 信道建模

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可用于水下无线光通信系统的定位技术 被引量：1

16

作者 张腾霄 邱杨 《光通信研究》 2023年第6期64-71,76,共9页

近年来,随着“海洋强国”战略的不断推进,水下无线光通信(UWOC)因其带宽大、速率快、功耗低和安全性高等优点在海洋军事应用、水下环境监测、海底石油勘探和海洋科学研究等领域发挥着重要作用,已成为一项可行的新型水下通信技术。UWOC... 近年来,随着“海洋强国”战略的不断推进,水下无线光通信(UWOC)因其带宽大、速率快、功耗低和安全性高等优点在海洋军事应用、水下环境监测、海底石油勘探和海洋科学研究等领域发挥着重要作用,已成为一项可行的新型水下通信技术。UWOC中的定位技术作为UWOC应用的基础,水下目标检测和移动物体跟踪等技术的关键环节,受到了相关研究者的青睐。文章详细介绍了UWOC的发展与相关研究成果,分析讨论了不同类型的UWOC定位方法,并对其研究现状、当前所面临的挑战以及未来的发展前景进行了论述。 展开更多

关键词 水下无线光通信 距离测量 定位技术 定位精度 锚节点

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后向散射角度对水下全双工无线光通信的影响(特邀)

17

作者 韩彪 刘彬 +3 位作者 张宇 马琳 刘禹彤 康永强 《光通信研究》 北大核心 2025年第4期15-21,共7页

【目的】光在水中传输时的后向散射是影响双向水下无线光通信(UWOC)传输稳定性的主要因素之一,在全双工UWOC系统中,可以利用接收机内部的滤光片抑制这种噪声。然而,滤光片的透射波长随着光束入射角度会发生“蓝移”现象,因此后向散射噪... 【目的】光在水中传输时的后向散射是影响双向水下无线光通信(UWOC)传输稳定性的主要因素之一,在全双工UWOC系统中,可以利用接收机内部的滤光片抑制这种噪声。然而,滤光片的透射波长随着光束入射角度会发生“蓝移”现象,因此后向散射噪声的角度分布特征会对这种通信体制的噪声抑制能力产生影响。【方法】针对这一问题,文章利用蒙特卡洛方法构建了仿真模型,定性研究了后向散射噪声的角度分布特征,并结合光学滤光片的角度特性分析了其对通信系统性能的影响。【结果】结果表明,对于大角度发射和接收的全双工UWOC系统,后向散射噪声的角度分布比较分散,这对UWOC系统中发射波长小于接收波长的通信设备影响较大。工程应用中,在不影响UWOC系统链路建立效率、设备结构复杂度和有效通信距离等指标的前提下,可以通过适当减小通信发射角、接收孔径和视场,增大通信设备中发射机和接收机的间距以及双向光信号的波长间隔等方法抑制这种影响。利用这种设计思路,文章采用450和520 nm的蓝绿光搭建了发射角和接收视场约为50°的全双工UWOC系统,在2.2~13.2 m的距离内,两个链路分别实现了89.6和84.8 Mbit/s的文件传输速率。【结论】文章研究结果对于设计大角度发射和接收的全双工UWOC系统具有参考意义。 展开更多

关键词 水下无线光通信 后向散射 滤光片

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RIS辅助最优发射选择水下无线光通信系统性能分析

18

作者 赵公诺 岳殿武 +1 位作者 杨佳宁 张琦 《电信科学》 2025年第10期58-70,共13页

水下无线光通信(underwater wireless optical communication,UWOC)因最低的链路时延、最高的传输速率和最低的实施成本而被广泛应用于高速大容量的水下数据传输。在高传输速率下,即使是短时间的阻塞或遮挡也会导致突然的通信中断,从而... 水下无线光通信(underwater wireless optical communication,UWOC)因最低的链路时延、最高的传输速率和最低的实施成本而被广泛应用于高速大容量的水下数据传输。在高传输速率下,即使是短时间的阻塞或遮挡也会导致突然的通信中断,从而造成大量传输信息的丢失。为解决通信链路被阻断的问题,并提高系统传输稳定性,提出一种基于可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)辅助的UWOC系统。具体研究过程如下。(1)将源端到目的端的级联湍流信道衰落系数建模为Gamma-Gamma分布,并考虑了波束抖动和RIS抖动引起的指向误差。(2)UWOC系统采用强度调制直接检测,发射光源可通过接收机的反馈切换至最佳光源进行通信传输。(3)推导了RIS辅助系统瞬时接收信噪比的概率密度函数。基于概率密度函数,给出了中断概率的闭式表达式。(4)推导出了有限信噪比分集阶数和高信噪比下的渐近分集阶数的闭式表达式。(5)通过蒙特卡罗模拟,验证了推导结果的正确性。理论分析与仿真实验均表明,增加发射光源数量,能够显著提升系统的传输稳定性。当发射光源数量和RIS块数乘积一定时,系统会有相同的渐近分集阶数。 展开更多

关键词 水下无线光通信 RIS 海洋湍流 最优选择

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水下大容量无线光通信技术最新研究现状 被引量：6

19

作者 刘兴 吴应明 +1 位作者 罗广军 王侠 《光通信技术》 北大核心 2017年第7期52-54,共3页

介绍了当前国内外水下大容量无线光通信的最新研究进展和国内外提升水下无线光通信速率所采取的方法。针对目前水下大容量无线光通信面临的距离短和可靠性低的问题给出了一系列改进建议。

关键词 大容量 水下无线光通信 蓝绿光

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基于SLIPT的水下自供电光通信系统设计 被引量：1

20

作者 张丽娟 夏艳 +1 位作者 赵茜 李丹丹 《光通信研究》 北大核心 2024年第3期11-17,共7页

【目的】对水下通信系统的供电系统进行能量补充通常非常昂贵且不切实际,基于太阳能电池的水下同步光波信息和功率传输(SLIPT)通信系统可在通信的过程中同步完成能量的收集,是水下传感通信系统自供电强有力的解决方案。但商用硅太阳能... 【目的】对水下通信系统的供电系统进行能量补充通常非常昂贵且不切实际,基于太阳能电池的水下同步光波信息和功率传输(SLIPT)通信系统可在通信的过程中同步完成能量的收集,是水下传感通信系统自供电强有力的解决方案。但商用硅太阳能电池通信带宽十分有限,且容易在水下光衰减效应时出现信噪比深衰落的现象。【方法】文章采用一种负偏压的太阳能电池光接收器方案,将硅太阳能电池的-3 dB带宽从420 kHz提高到768 kHz。对于水下环境中各种退化效应造成信噪比衰减的现象,采用了一种低峰均功率比(PAPR)的离散傅里叶变换扩展正交频分复用(DFT⁃S⁃OFDM)调制方案,抵消了系统中的深衰落现象。【结果】分别对比了不同浑浊度(吸收特性和散射特性)的水环境中的DFT⁃S⁃OFDM与OFDM调制系统的性能,扩频后的OFDM调制方案更具有鲁棒性。【结论】实验表明,在白光发光二极管(LED)连续照射3 h下,能量收集系统的电池总电力效率可提高1.87倍,实现了通信过程中的能量同步收集。 展开更多

关键词 水下无线光通信 同步光波信息和功率传输 光伏负偏压 离散傅里叶变换扩展正交频分复用

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