[發(fā)明專利]基于探測器內增益控制的水下無線光通信接收方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011367374.9
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112737691B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 韓彪;魯振中;呂沛;孫艷玲;馬琳;廖家莉;李璞;張博;肖國堯
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B10/293
• 分類號: H04B10/293;H04B13/02
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發(fā)明涉及一種基于探測器內增益控制的水下無線光通信接收方法及裝置，該方法包括：S1：利用光電倍增管將接收的通信光信號轉換為通信電流信號；S2：將通信電流信號轉換為通信電壓信號；S3：根據(jù)通信電壓信號產生直流電壓，并利用直流電壓控制光電倍增管的內部增益變化，以控制通信電壓信號幅值的變化，實現(xiàn)增大接收裝置的接收光功率范圍；其中，通信電壓信號作為接收裝置后續(xù)處理的電信號。本發(fā)明的方法，通過直流電壓控制光電倍增管內部增益的方法實現(xiàn)不同光功率信號檢測的，增大了接收裝置的接收光功率范圍，而且針對不同光功率的信號可以實現(xiàn)快速響應。

技術領域

本發(fā)明屬于水下無線通信技術領域，具體涉及一種基于探測器內增益控制的水下無線光通信接收方法及裝置。

背景技術

無線通信技術在水下通信領域至關重要，不論是海底監(jiān)測數(shù)據(jù)的回傳，還是水下移動平臺間的信息交互，都需要高效的數(shù)據(jù)傳輸。其中，以藍綠光波作為信息載體的水下無線光通信，由于具有傳輸速率高、延遲低、重量輕、體積功耗小等突出優(yōu)點，在近距離水下無線傳輸領域具有廣闊應用前景，已成為海洋通信的重要發(fā)展方向。

在實際應用中，到達水下通信接收機的通信光信號功率，極大地受到通信傳輸距離和海水光學衰減性質的影響。這將導致不同工作環(huán)境下，到達接收機的光信號功率有所變化。對于光功率較小的通信光信號而言，接收機需要具備足夠的靈敏度才能實現(xiàn)光信號的有效檢測；而當通信光信號的功率超出接收機中的光電探測器額定工作范圍時，輕則影響光信號的檢測準確性，重則會造成光電探測器的損壞。因此，水下無線光通信接收機需要具備較大的光功率接收范圍。

相關技術中，為了增大水下通信接收機的接收光功率范圍，通常會在接收機內部的光電探測器前面放置一個可變衰減器，通過調節(jié)可變衰減器的透過率調整到達光電探測器的光功率，使得探測器能夠工作在最佳狀態(tài)。常用的可變衰減器有機械型光衰減器、MEMS型光衰減器、磁光型衰減器、熱光型衰減器、液晶型衰減器等。然而，可變衰減器的存在會增加接收機的體積、重量和復雜度，給設備的使用帶來不便。另外，可變衰減器的存在會在一定程度上減小接收機的視場，這會增加通信時發(fā)射機和接收機的對準要求。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于探測器內增益控制的水下無線光通信接收方法及裝置。本發(fā)明要解決的技術問題通過以下技術方案實現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種基于探測器內增益控制的水下無線光通信接收方法，包括：

S1：利用光電倍增管將接收的通信光信號轉換為通信電流信號；

S2：將所述通信電流信號轉換為通信電壓信號；

S3：根據(jù)所述通信電壓信號產生直流電壓，并利用所述直流電壓控制所述光電倍增管的內部增益變化，以控制所述通信電壓信號的幅值變化，實現(xiàn)增大接收裝置的接收光功率范圍；

其中，所述通信電壓信號作為所述接收裝置后續(xù)處理的電信號。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述S3包括：

S31：判斷所述通信電壓信號與預設電壓范圍的大小；

S32：根據(jù)判斷結果產生所述直流電壓，若所述通信電壓信號小于所述預設電壓范圍，增大所述直流電壓，若所述通信電壓信號大于所述預設電壓范圍，減小所述直流電壓，若所述通信電壓信號在所述預設電壓范圍內，則保持所述直流電壓大小不變；

S33：根據(jù)所述直流電壓控制所述光電倍增管的內部增益變化，以控制所述通信電流信號的大小，以使所述通信電壓信號位于所述預設電壓范圍內，實現(xiàn)增大接收裝置的接收光功率范圍。

本發(fā)明還提供了一種基于探測器內增益控制的水下無線光通信接收裝置，其特征在于，包括：

光電倍增管，用于將通信光信號轉換為通信電流信號；