基于衍射深度神经网络的水下无线光通信全向接收机
光学
2022-12-16 v1
摘要
水下无线光通信 (UWOC) 系统中的链路对准要求是一个棘手问题。衍射深度神经网络 (D2NN) 近年来在全光完成任务方面展现出巨大潜力。本文首次提出一种基于 7 层 D2NN 的全向接收机，以缓解 UWOC 系统中的链路对准困难。此外，将矢量衍射理论引入 D2NN 的训练中，相较于普遍采用的标量衍射理论可获得更精确的衍射计算。仿真结果验证了矢量衍射理论的有效性，并表明所提方法可将入射光波在 0 至 89 度倾斜角度范围内聚焦到探测平面 6.25% 的区域，平均聚焦效率达 90.96%，证明了接收端全向聚焦的可行性。额外仿真进一步揭示，更多层数并不会带来持续的性能提升，而是达到瓶颈，且 D2NN 可在一定聚焦区域尺寸范围内实现全向聚焦。经更多努力，该可与探测器高度集成的接收机设计有望在未来实现 UWOC 系统中全向且可靠的链路建立。
引用
@article{arxiv.2212.07759,
title = {The omnidirectional receiver for UWOC systems based on the diffractive deep neural network},
author = {Jianmin Xiong and Jingxuan Cheng and Huan Deng and Yan Hua and Yufan Zhang and Zihao Du and Lyufang Zhao and Zejun Zhang and Jing Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.07759},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 10 figures