信道复用技术在LED水下可见光通信中的应用

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。