1 复旦大学 通信科学与工程系 电磁波信息科学教育部重点实验室，上海 200433
2 鹏城实验室，广东 深圳 518055
3 上海低轨卫星通信与应用工程技术研究中心，上海 200433
4 上海市低轨卫星通信技术协同创新中心，上海 200433
水下可见光通信（UVLC）具有高传输速率、大容量、低延时和低成本等优势，已成为水下通信领域可行且很有吸引力的替代方案，应用前景广阔。然而，UVLC性能受到带宽、各种线性或非线性效应等瓶颈问题的局限。为了缓解这些问题，文章研究了基于几何整形的振幅移相键控（APSK）调制和编码映射，提出了基于双向循环神经网络（BRNN）的波形级后均衡器。此外，文章还提出了用基于深度神经网络（DNN）的波形到符号接收机来代替传统的匹配滤波、下采样和后均衡等操作。实验表明，与传统接收机相比，基于BRNN后均衡电压动态范围提升了170 mV（69%），基于DNN的波形到符号接收机电压动态范围提升了245 mV（100%）。实验结果证明，基于BRNN后均衡和基于DNN的波形到符号接收机能有效提升系统性能，是未来UVLC中很有前景的技术方案。
水下可见光通信 振幅移相键控 双向循环神经网络 后均衡 深度神经网络 UVLC APSK BRNN post-equalization DNN
1 桂林电子科技大学 信息与通信学院, 广西 桂林 541004
2 广西无线宽带通信与信号处理重点实验室 广西 桂林 541004
3 考文垂大学 计算机电子与数学学院, 英国 考文垂 CV1 2JH
水下可见光通信(UVLC)是实现高速宽带信息传输的有效方案, 但由于受到信道中吸收、散射和湍流的不利影响而面临着许多困难。针对水下湍流信道中多径和衰落带来的影响, 提出了一种光正交频分复用(O-OFDM)等增益合并的分集方案, 根据广义的朗伯定律得到信道增益, 通过对数正态分布模拟信号衰落。采用蒙特卡洛方法对正交幅度调制(QAM)的非对称削波光正交频分复用(ACO-OFDM)和直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM) 两种分集系统进行建模仿真, 分析高斯信道和弱湍流信道下系统的误比特率, 探讨不同分集数目和闪烁系数情况下的分集增益。研究结果验证了分集是降低湍流影响的有效手段, 有利于改善水下信息传输性能, 为弱湍流信道下正交频分复用可见光通信系统的设计、预测和评估提供参考。
水下可见光通信 衰落 对数正态分布 空间分集 正交频分复用 UVLC fading lognormal distribution spatial diversity OFDM 红外与激光工程
2020, 49(2): 0203008
