0 引言

　　随着人们对海洋资源开发的不断深入，传统的声学通信技术难以满足水下高速数据传输的需求。水下无线光通信技术[1-3]的出现为解决这一难题提供了新的途径。凭借其高带宽、低时延、高安全性和丰富的频谱资源等优点，这项技术已成为近年来学术研究的热点。目前，该技术主要采用强度调制-直接检测（IM-DD）的方案。然而，光信号在水下信道传输时会遭遇吸收、散射、湍流和噪声等多种不利因素的干扰，这些因素会导致光信号功率的衰减和随机抖动，进而产生严重的码型畸变。因此，IM-DD中固定阈值判决的方法可能使接收机无法准确恢复原始信息，进而严重影响通信性能[4]。于是，如何根据湍流强度自动调整判决阈值成为提升水下无线光通信系统性能的重要研究方向。传统的基于导频序列辅助的自适应阈值技术需要在传输数据的同时传输单音导频来实时计算信道状态信息（CSI），该方案虽然有较好的误码性能，但需要复杂的滤波处理来抑制导频对数据的串扰，增加了接收机的设计复杂度，而且影响信道利用率。而基于最小均方误差滤波算法（LMS）、卡尔曼滤波算法的自适应阈值技术需要对接收信号进行实时处理以获取信号和湍流的统计特征[5]，通过最大似然估计方案得到符号的最优判决结果，该方案虽然能够有效抑制湍流噪声的影响，但计算复杂度高，在实时系统中难以实现。于是，本文基于水下湍流信道慢衰落的特性[6-9]，针对采用IM-DD方案的水下无线光通信系统，提出一种动态阈值判决方案。该方案计算复杂度极低，在实时系统中实现简单，无需计算信道状态信息，而且帧头的插入引起的开销极小。

6 结束语

　　本文分析了水下湍流信道环境下OOK调制方案的最佳判决阈值与湍流强度的关系，根据水下湍流信道慢衰落的本质，提出了一种动态阈值判决方案。该方案以帧为单位传输数据，并每帧更新一次判决阈值。仿真了在弱、中、强3种湍流信道环境下动态阈值判决方案与固定阈值判决方案的误码性能。仿真结果表明：在弱湍流信道环境下，当误码率为10-6时，动态阈值判决方案的信噪比性能相比固定阈值判决方案高出5.4 dB；在中、强湍流信道环境下，随着信噪比的增加，采用固定阈值判决方案会产生误码率门限现象，而动态阈值判决方案则能有效提升水下无线光通信系统的信噪比性能，抑制误码率门限的产生。本文所提方案具有计算复杂度低、易于在实时通信系统中实现的特点，在水下无线光通信系统中有重要的工程应用价值。