[发明专利]水下可见光通信装置

说明书

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种水下可见光通信装置。所述水下可见光通信装置包括：收发模块，包括光电探测器，所述光电探测器用于接收来自外界的第一光信号并将其转换为电信号；处理模块，包括跨阻放大器和滞回比较器；所述跨阻放大器连接所述光电探测器，用于对所述电信号进行放大；所述滞回比较器连接所述跨阻放大器，用于对放大后的所述电信号进行整形，以输出数字信号。本发明实现了水下可见光的高灵敏度通信。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种水下可见光通信装置。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication，VLC)是在发光二极管(LightEmitting Diode，LED)或激光光源等技术上发展起来的一种新型、短距离、高速的无线通信技术。虽然激光光源方向性好、亮度高，但是其成本较大，因此，目前主要以LED作为可见光通信系统中的发射光源。以LED作为发射光源的可见光通信装置，以大气或水作为传授媒介，通过发出肉眼察觉不到的、高速明暗闪烁的可见光信号来传输信息，在接收端利用，光电探测器(Photodetector,PD)完成光电转换，然后进行电信号的接收、再生、解调来实现信息的传递。与传统无线射频通信技术相比，VLC具有：耗能低、购置设备少等优势，符合国家节能减排战略；无电磁污染，可见光波段和射频信号不相互干扰，对人眼安全，频谱无需授权即可使用的优点；同时，适合信息安全领域使用，只要遮挡住可见光，VLC通信网络中的信息就不会外泄，具有高度保密性。基于上述原因，可见光通信被公认为最具发展前景的通信技术，已成为国内外的研究热点。

在水下通信技术中，由于声波在水中的传播速度很慢，例如对于纯水来说，声波在20℃下的传播速度仅为1500m/s，使得声学链路在水下遭受严重的通信延迟(延迟时间通常以秒为单位计)，这就导致水下声学链路不能支持需要实时大容量数据交换的应用。由于含有大量盐的海水是水下通信的导电传输介质，因此，射频波在超低频(例如30Hz～300Hz)下也只能传播几米。此外，水下射频系统还需要巨大的发射天线和昂贵、耗能的收发器。与声学方法和射频方法相比，UWOC(Underwater Wireless Optical Communication，水下无线光通信)具有相对较高的数据传输速率、较低的链路延迟和较低的实现成本。UWOC可以在几十米的中等距离上实现Gbps级别的数据传输速率。由于UWOC相对于传统的射频和声波具有高带宽高速率的优势，使其成为一种具有吸引力的可行性的替代方案。

但是，如何提高水下可见光通信装置的探测灵敏度，扩展水下可见光通信装置的应用领域，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种水下可见光通信装置，用于解决现有的水下可见光通信装置探测灵敏度较低的问题，以扩展水下可见光通信装置的应用领域。

为了解决上述问题，本发明提供了一种水下可见光通信装置，包括：

收发模块，包括光电探测器，所述光电探测器用于接收来自外界的第一光信号并将其转换为电信号；

处理模块，包括跨阻放大器和滞回比较器；所述跨阻放大器连接所述光电探测器，用于对所述电信号进行放大；所述滞回比较器连接所述跨阻放大器，用于对放大后的所述电信号进行整形，以输出数字信号。

优选的，所述处理模块还包括位于所述跨阻放大器与所述滞回比较器之间的放大电路；所述放大电路用于将所述跨阻放大器放大后的电信号进行再次放大后传输至所述滞回比较器。

优选的，所述放大电路的电压增益为20dB。

优选的，所述处理模块还包括：

高通滤波器，位于所述跨阻放大器与所述放大电路之间，用于对经所述跨阻放大器放大后的电信号进行高通滤波处理；

限幅放大器，连接所述滞回比较器，用于对经所述滞回比较器整形后的数字信号进行再次整形处理。