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申请/专利权人：中国海洋大学三亚海洋研究院

摘要：本发明提供了一种可降低对准角度要求的水下激光通信系统及方法，属于水下通信角度优化技术领域，利用分集技术和空时编码，通过多个子信道传输数据，获得分集增益，并将数据编码到两个发射器，以更大程度增强通信的可靠性，在更大角度范围实现通信，该传输方式与SISO‑OFDM系统相比，在接收机未能收到大部分能量时，仍能获得较好的通信质量。本发明能够显著降低角度对准的要求，使通信系统更加灵活和可靠，能更好的应对水下环境，具有极高实用价值。

主权项：1.一种可降低对准角度要求的水下激光通信系统，包括发送端和接收端，其特征在于：所述发送端包括QAM调制模块、空时编码模块、OFDM调制模块、数模转换模块和电光调制模块；所述QAM调制模块用于将待传输的数据进行16阶QAM调制，所述空时编码模块用于将QAM调制完成的信号使用Alamouti编码，将信号转化为两股数据流；所述OFDM调制模块用于将两股数据流分割成多个低速子载波，每个子载波负责传输一部分数据；所述数模转换模块用于将数字信号转换为模拟信号，即电信号，并通过电光调制模块将电信号转换为光信号；所述接收端包括光电探测器、模数转换模块、OFDM解调模块、空时解码模块和QAM解调模块；所述光电探测器搭载在360°旋转台上，用于接收光信号并转为电信号；所述模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号；所述OFDM解调模块用于符号同步及信道估计，并将时域信号转换为频域信号，所述空时解码模块将两股数据流进行合并，最终通过QAM解调模块进行解调；所述OFDM解调模块与所述空时解码模块工作具体过程为：S1.信号首先经过符号同步；使用FFT窗对接收信号进行自相关，当FFT与符号同步训练一致时，即可得到相关峰，该相关峰位置加上一个符号长度减去2即是去点符号同步序列后的起始位置；S2.经过符号同步后，需要进行信道估计，两个发射机向两个接收机发送信息；为了得到信号矩阵，系统采用LS信道估计；当第i个发射机发送信道估计训练序列时，其他发射机在当前时隙不发送信号；由公式（2）可得，接收机接收到两个时隙的训练序列时就可估计出信道矩阵； （2）其中为第i个接收机的接收信号；为第i个发射机到第j个接收机的信道估计值；S3.OFDM解调，并通过空时解码，实现两束信号的恢复；通过信道后的信号表示如公式（3）（4），此处为两发一收： （3） （4）其中，、为两个数据，为第i次接收机接收到的信号，为j个发射机与接收机之间的信道估计值，为第k次接收到的噪声；第一次将、发出，第二次将、发送；之后将公式（3）（4）改为公式（5）， （5）对公式（4）等号两侧同时左乘，可得公式6和公式（7）： （6） （7）忽略噪声，可解得两个信号为： （8） （9）从而获取解调信号。

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权利要求：

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