基于数字信号处理的高灵敏度水下光通信发收机设计与评估 |
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作者姓名: | 任庭瑞 于笑楠 佟首峰 田明广 王潼 张鹏 王大帅 安宁 |
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作者单位: | 1. 长春理工大学光电工程学院;2. 长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心;3. 中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站 |
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基金项目: | 国防科技重点实验室基金(201911XXX401);;国防基础科研计划稳定支持项目(JCKYS2020604SSJS012);;吉林省教育厅科学技术研究重点项目(JJKH20210820KJ); |
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摘 要: | 根据水下可见光通信长距离传输的需求,对水下光通信信道进行建模仿真,并设计了一种基于数字信号处理的高灵敏度水下光通信发收机。在发收机中采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)进行开关键控(OOK)调制、编码以及有限长单位冲激响应滤波器滤波(FIR)、自适应门限判决、滑动均值滤波等数字信号处理手段提高系统信噪比及误码性能,并在不同水质环境中进行水下光通信实验,对整体通信系统进行误码率分析,验证系统性能。实验结果表明,在满足误码率等于10-6条件下,接收机灵敏度可以达到-38 dBm。实验证明该通信系统在码速率5 Mbps、误码率10-6条件下在Ⅰ类水质中传输距离达到20 m,Ⅱ类水质中传输距离10 m,Ⅲ类水质中传输距离可以达到4.5 m。
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关 键 词: | 光通信 水下可见光通信 开关键控调制 数字信号处理 现场可编程逻辑门阵列 |
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