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水下可见光通信技术是一种新兴的水下无线通信技术,它在海洋环境监测和海洋军事等方面起到至关重要的作用。水下可见光通信技术有如下优势:光波频率高,可承载能力强,能够实现大容量数据传输;可见光在海水中受温度和盐度的影响较小,抗干扰能力强;可见光在海水中传输时延小;可见光波具有良好的方向性,易于保密;可见光波长较短,所以收发天线短,通信设备体积较小。水下可见光通信技术的不足之处在于,可见光在海水中散射较大,只适用于水下短距离数据传输。论文的主要工作如下:(1)分析了水下可见光的传输特点。通过分析海水中各种物质对可见光的吸收与散射影响,建立了光传输衰减模型。针对四种不同类型的海域,对光衰减系数随波长变化进行分析,得出适宜在其中传输的可见光波段。(2)利用蓝光在深海清澈海域中具有良好的传输特性,设计了基于蓝光LED的低成本、小体积水下可见光视频通信装置。系统采用PIN硅光电二极管作为光电探测设备,利用聚光透镜为光束聚光,该系统在空气中实现了1.8m距离的实时视频通信。(3)通过仿真计算,分析了系统在不同海域中的光强分布、接收光功率分布。基于海水中光传输信道模型,建立了可见光通信系统的性能分析方法,为水下可见光通信系统的设计和性能评估提供了指导。通过对比两种不同光发散角情况下的接收光功率,说明了聚光透镜的选择对整个系统的重要性。(4)在实验室水箱中制成了盐分质量浓度为3.5%,并含有一定量悬浮颗粒的模拟海水。通过实验,观察、分析了可见光视频通信系统的传输效果;探究了系统噪声的来源,并通过仿真分析了接收端信噪比与传输距离的关系,得出了基于1.1W蓝光LED的系统传输距离的理论最大值;分析了提高系统性能的几种方法。