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基于MIMO的DCO-OFDM在水下无线光通信系统中的性能研究

DOI：10.1007/s00773-020-00724-7 期刊：Journal of Marine Science and Technology 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 鉴于无线技术的最新进展以及对深海数据挖掘日益增长的需求，水下通信系统的研究正聚焦于无线网络领域。水下无线光通信（UWOC）凭借超高带宽和数据传输速率，在短距离无线链路中较声学通信更具优势。虽然UWOC能提供低延迟的高容量链路，但受水下信道独特特性的限制，其通信范围较为有限。水下信道的主要衰减效应源于湍流引起的信号衰落。为缓解这种衰落并扩展有效通信距离，可在UWOC链路中采用空间多径分集技术。本研究评估了基于MIMO的直流偏置光正交频分复用（DCO-OFDM）多载波调制方案在水下无线光信道中的性能表现。通过模拟采用空间分集技术的MIMO-DC偏置光OFDM方案进行水下光通信，这一创新方法为确定水下光无线信道的最优调制技术提供了新思路。研究基于信干噪比（SINR）、吞吐量和误码率（BER）等参数进行性能评估，并通过简易实验验证：采用MIMO DCO-OFDM技术，在清水与近岸水域环境下，针对0.45米和1.5米不同链路距离，分别配置单输入多输出（SIMO）与多输入多输出（MIMO）系统进行BER性能测试。
作者： R. Hema，S. Sudha，K. Aarthi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

评估基于多输入多输出（MIMO）的直流偏置光正交频分复用（DCO-OFDM）在水下无线光信道中的性能，以减轻湍流引起的衰落并扩展可行的通信范围。

研究成果

在误码率、信噪比和吞吐量指标方面，MIMO-DCO-OFDM调制优于SIMO-DCO-OFDM。比较16QAM和64QAM符号映射时，数据速率与误码率之间存在权衡关系：16QAM具有更好的误码率性能，而64QAM提供更高的吞吐量。

研究不足

该研究的局限性在于水下环境的动态特性以及实验所进行的特定条件（清澈的近岸水域）。在其他类型的水域或不同的环境条件下，性能可能会有所不同。

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