水下激光通信弱光信号的自适应随机共振检测

作者：张建磊^*; 兰香; 杨祎; 贺锋涛; 朱云周

来源：光学精密工程, 2022, 30(12): 1383-1393.

• 水下无线光通信
• 低信噪比
• 随机共振
• 蚁群算法

针对水下无线光通信(Underwater Optical Wireless Communication,UOWC)系统中由于低信噪比导致的接收光信号被淹没在强噪声中难以检测的问题，提出一种基于自适应随机共振(Adaptive Stochastic Resonance,ASR)的水下弱光信号检测方法。本文通过分析水下弱光信号的特点及随机共振的检测机理，引入二次采样，使随机共振可以适用于任意频率下的光信号检测。分析影响随机共振系统的参数，提出改进蚁群算法与随机共振相结合的检测方法，根据检测性能动态的调整系统参数，使系统达到最优匹配状态，实现自适应随机共振。为验证方法的有效性，搭建了基于雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)的UOWC实验系统，实验结果表明，在信噪比SNR=-4.559 5 dB时，误码率为5×10-4，进一步证明了基于自适应随机共振的水下弱光信号检测可以显著提高UOWC接收机的误码率性能。

• 单位
  中国科学院; 电子工程学院; 西安邮电大学