基于DCO-OFDM的水下蓝绿光成像MIMO系统功率优化

针对水下蓝绿光成像多输入多输出(MIMO)系统成像接收存在信号干扰的问题,提出一种优化各发射端直流偏置的功率分配方法。该方法以加直流偏置的光正交频分复用(DCO-OFDM)成像MIMO系统误码率最小为目标,在总功率一定的条件下,利用信道矩阵奇异值分解求得发射端最优功率分配矩阵,并在保证信号非负的基础上,根据最优功率分配矩阵求解各发射端所需添加的直流偏置量。仿真结果表明:与未进行功率优化的成像MIMO-DCO-OFDM系统相比,该方法可进一步降低水下蓝绿光成像MIMO系统的误码率。

大动态能量自适应蓝/绿激光探测方法

针对水下无线光通信链路中近距功率饱和与远距功率不足导致的光信号采集失效的难题,提出一种大动态能量自适应蓝/绿激光探测方法。该方法在水下无线光通信系统中加入由电控液晶光阀、可调增益光电倍增管及FPGA板卡组成的增益可控探测模块,该模块在链路功率和探测器增益两个维度对通信链路形成闭环调控,以保证光电倍增管始终工作在最优状态,从而实现水下远距离、高速、大动态范围无线光通信。

PMT阵列在水下MIMO无线光通信中的应用

水下无线光通信具有的高带宽、低时延等特点,已成为水下通信的可行选择。系统发送端光源由6只绿光发光二极管(LED)构成阵列,接收端由3只光电倍增管(PMT)构成阵列,形成了6×3的多输入多输出(MIMO)传输方式。在室内10 m水槽水下信道下,实现了1 Mbps的信息传输速率。通过MATLAB软件对接收平面光功率分布仿真,最大值为-35.8 dBm。此外,测试了PMT阳极输出电压波形,并推导出阴极电流波形。理论计算得出信噪比为19.4 dB,理论误码率约为1.1×10-5。所选PMT模块理论上最小接收功率可低至1.5×10-9 W,体现出极高的探测灵敏度。最后,通过蒙特卡洛(Monte Carlo)数字仿真说明,在信噪比25 dB可达到约35 bit·s-1·Hz-1的信道容量。