随着人们对海洋的探索日益深入，海洋学研究，海洋环境监测，离岸石油开采等需求日益提高。海底监测数据、高清视频、图像的高速传输至关重要。传统的水声通信带宽低，时延大，功耗高且受海底环境噪声影响严重；无线电波在海水中衰减大，无法实现长距离通信；海底光缆可提供稳定高带宽通信，但机动性差，安装昂贵且容易受损。基于激光（LD）或LED的水下光无线通信技术与传统的声波、无线电波通信相比具有高带宽、低延迟的优点，在部署灵活性上优于海底光缆，在学术界、工业界都引起了广泛兴趣。使用在水中衰减最小的蓝绿光可实现数百米通信。可用于水下无人船（AUV）从海底传感器收集数据、操作无人驾驶船只、潜艇间通信等。

水下光无线通信采用的光源主要是LD和LED，LED成本低，热耗散低，发散角大，易于光束对准。但正是由于LED大的光束发散角，使得经过水散射的光束进一步展宽，增加了接收端码间串扰。比起LED，经过准直的LD光束可以显著增加接收端功率，降低码间串扰，同时LD的带宽远高于LED，可以达到数GHz。

LD电光调制、放大器非线性放大等非线性效应使得接收信号发生畸变，从而降低了信噪比。如何解决水下光通信元器件的非线性效应对水下通讯的影响，课题组提出了一种基于Volterra级数的非线性后均衡的离散多音（DMT）调制技术，利用DMT特有的结构循环前缀抵抗光受到水中粒子散射导致的码间串扰。同时非线性后均衡采用判决反馈的方式，进一步提高信噪比增益。实验中采用非线性后均衡比传统的线性均衡信噪比提高2dB以上，在自适应比特功率加载下，速率提高1Gbps以上。

图2是课题组提出的实验系统原理图。在图2 中MATLAB产生的信号经过AWG作D/A转换，放大器放大后与直流叠加驱动激光器，激光经过准直射入水中。由于实验室水箱限制，他们采用平面镜反射模拟不同距离的水下信道，从水中出射的光束经透镜会聚后PIN作光电转换，TIA放大，再由示波器做A/D采样，最后用MATLAB进行离线分析。

图3是传输速率与距离关系图。BER低于7%前向纠错标准3.8*10-3。采用非线性后均衡和自适应比特功率加载的DMT，在2.75GHz带宽下实现了5米16.6Gbps，35米13.2Gbps，55米6.6Gbps传输，速率距离积达到了462Gbps*m，单激光器下业界最高。

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