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一种基于光子计数探测的水下无线光通信接收装置

文献类型:专利

作者孙科林; 杨景川; 张兵; 李勃; 刘凯斌; 李晨
发表日期2025
著作权人孙科林 ; 杨景川 ; 张兵 ; 李勃 ; 刘凯斌 ; 李晨
国家中国
文献子类发明专利
产权排序1
英文摘要

水下无线通信技术对于海洋工程应用至关重要。近年来,以蓝绿光作为信息载体的水下无线光通信,由于具有传输速率高、延迟低、重量轻、体积功耗小等突出优点,引起了国内外的广泛关注。特别地,将这种通信装置和水下机器人平台结合,能够解决海底原位数据回收、水下移动平台近距离信息交互等海洋工程难题,已成为海洋通信领域的重要发展方向。 在实际应用中,提升通信系统的传输距离是需要解决的重要技术难题。一种解决思路是采用光子计数探测的方法提升接收机的灵敏度。光子计数探测通常采用光电倍增管或雪崩光电二极管作为单光子探测器件。其中光电倍增管是一种真空器件,具有感光面大的优点,但是体积较大、倍增电压高、易受电磁干扰。相对而言,雪崩光电二极管是一种半导体光电探测器件,具有体积小、倍增电压低、抗电磁干扰能力强的优势。然而,在使用雪崩光电二极管进行光子计数通信时,由于器件中为了抑制后脉冲增加了淬灭电路,这就导致器件输出的信号通常以脉冲序列的形式出现。这给通信数据的恢复带来了困难。相关技术中,为了解决水下光子计数探测通信面临的数据恢复难题,一种方法是设置通信速率,使其与单光子探测器件的计数率相等,每个输出脉冲代表一个比特信息。这种方法能够在一定程度上解决信息提取难题,但是通信速率比较固定,灵活性较低。另一种方法是以一个比特时间作为时间窗口,统计每个时间窗口内的脉冲个数,然后设置一个脉冲数量阈值进行判据,实现原始数据的识别(韩彪,赵卫,等,面向水下应用的改进型光子计数通信方法,光学学报,2016年,第36卷,第8期)。这种方法需要额外的时钟信息来判定每一个比特时间的起始位置,增加了工程推广的难度。

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申请日期2023
语种中文
状态申请中
源URL[http://ir.idsse.ac.cn/handle/183446/10101]  
专题深海工程技术部_深海视频技术研究室
通讯作者孙科林
作者单位中国科学院深海科学与工程研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
孙科林,杨景川,张兵,等. 一种基于光子计数探测的水下无线光通信接收装置. 2025-01-01.

入库方式: OAI收割

来源:深海科学与工程研究所

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