[发明专利]一种双路水下可见光通信系统及通信方法

说明书

本发明提供一种双路水下可见光通信系统及通信方法，能够提升水下可见光通信系统的频谱资源利用率和传输速率。所述方法包括：在发送端，将两用户的传输信号分配到任意波形发生器的两个输出端口输出，输出的2路信号分别加载到第一光源和第二光源上，驱动相应的光源将其转换成光信号后通过水信道发送出去；其中，任意波形发生器输出信号的电平值可调节，输出的2路信号的电平值差异表示信号的功率差异，所述第一光源和第二光源为同色光源或异色光源；在接收端，两个功率大小不同的光信号被同一个光检测器捕捉后，进行信号恢复，得到发送端两用户的原始传输信号。本发明涉及水下可见光通信技术领域。

技术领域

本发明涉及水下可见光通信技术领域，特别是指一种双路水下可见光通信系统及通信方法。

背景技术

随着陆地资源的日益紧张，对于海洋领域开发利用的重要性逐渐显现，各国间的竞争也日益激烈。探索海洋领域离不开高速实时数据传输，因此，针对于水下环境的通信技术发展也越发重要，水下通信具有重要的战略意义和研究意义。

可见光通信技术由于其容量大、消费低、灵活可靠、拥有免费许可等特点，一直备受关注，近些年，更是逐渐被应用在水下通信系统中。与早期的水声通信相比较，水下可见光通信具有低延迟等多种优势，且可以支持更高速率的信息传输，此外，可见光通信的设备简易，简单的发光二极管(LED)和光检测器(PD)即可满足基本通信要求，正适用于复杂的水下环境。

然而，水下信道严重的吸收、散射、温度波动和水流扰动等问题，严重限制了水下可见光通信的传输距离和传输速率，目前，已经有一些针对此问题的解决方案，例如多输入多输出(MIMO)传输等。对于基于LED光源的系统，多载波调制技术正逐渐代替原有的单载波调制技术，被广泛应用于水下可见光通信中，例如正交频分复用技术(OFDM)，可以提升系统传输速率，但由于其正交性的限制，导致系统频谱资源利用率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双路水下可见光通信系统及通信方法，以解决现有技术所存在的正交频分复用技术由于其正交性的限制，导致系统频谱资源利用率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种双路水下可见光通信系统，包括：任意波形发生器、与所述任意波形发生器相连的第一光源和第二光源、光检测器及与所述光检测器相连的信号处理器，所述第一光源和第二光源为同色光源或异色光源；

所述任意波形发生器，用于在发送端，将接收到的两用户的传输信号通过自身的两个输出端口输出，其中，任意波形发生器输出信号的电平值可调节，输出的2路信号的电平值差异表示信号的功率差异；

所述第一光源，用于加载任意波形发生器输出的其中一路信号，并将其转换成光信号通过水信道发送出去；

所述第二光源，用于加载任意波形发生器输出的另一路信号，并将其转换成光信号通过水信道发送出去；

所述光检测器，用于在接收端，捕捉两个功率大小不同的光信号，并将其转换成电信号；

所述信号处理器，用于对转换得到的电信号进行信号恢复，得到发送端两用户的原始传输信号。

进一步地，在同色光源下，通过调节任意波形发生器输出信号的电平值使得两用户传输信号的功率符合预设的比例要求。

进一步地，在异色光源下，任意波形发生器输出信号的电平值都设为最大值，利用光在水信道的传输特性，使得接收端接收到的两用户信号功率符合预设的比例要求。

进一步地，所述系统还包括：与所述任意波形发生器相连的第一放大器和第二放大器、与所述第一放大器相连的第一偏置器、与所述第二放大器相连的第二偏置器和示波器；

所述任意波形发生器通过所述第一放大器、第一偏置器与所述第一光源相连；

所述任意波形发生器通过所述第二放大器、第二偏置器与所述第二光源相连；