CN115102614A - 一种具有除污功能的全双工水下可见光mimo通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，包括包括中央控制系统A、发射系统B、接收系统C和毛刷控制系统D；中央控制系统A包括信息收集系统A1、显示模块A2、毛刷控制模块A3；发射系统B包括信号处理电路B1、驱动电路B2和若干光源；接收系统C包括若干探测器、剪切模块、合并模块C17和比较模块C18；毛刷控制系统D包括毛刷控制电路D1和若干毛刷，每个毛刷均与毛刷控制电路D1连接。信息收集系统A1与信号处理电路B1连接，信号处理电路B1与驱动电路B2连接，驱动电路B2与光源连接，由驱动电路驱动光源发光。本发明在光窗四周各设置一个可以被独立控制的毛刷，当光窗被脏污遮挡影响正常通信时，通过毛刷控制系统自动启动对应的毛刷进行除污。

Description

一种具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统

技术领域

本发明涉及水下无线光通信技术领域，具体是一种具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统。

背景技术

近年来，随着人们对海洋探测的不断深入，对于水下无线通信技术的要求也越来越高，与传统的水声通信相比，水下无线光通信技术具有带宽高、抗干扰能力强、功耗低、体积小等优势，使其在商业、军事等领域具有很大的应用前景，在海洋探测、海洋环境监测和海洋资源开发等领域发挥重要作用，已成为世界各国竞相发展的重要通信技术之一。

光通信具有低等待时间、高带宽、低能耗以及一对多等诸多优势，十分利于水下通信组网活动，但是在水下光通信的过程中，光通信设备由于需要长期裸露在水体中，致使光通信探头端部容易附着海草或其他生物。水下无线光通信一旦光窗有脏污将会影响通信质量，对通信和检测会造成一定的干扰，因此，找到一种具有除污功能的水下可见光通信系统对目前水下可见光通信技术的发展具有重要意义。

发明内容

为解决上述现有问题，本发明提供一种具有除污功能的全双工水下可见光 MIMO通信系统，在光窗四周各设置一个可以被独立控制的毛刷，毛刷在不工作时可以放置在光窗外周，丝毫不遮挡光窗；而当光窗被脏污遮挡影响正常通信时，通过毛刷控制系统自动启动对应的毛刷进行除污。由于四个毛刷各自独立，因此，其中一个工作时，并不能完全遮挡光线，通信工作仍可正常进行。

本发明具体是通过以下技术方案来实现的，依据本发明提出的一种具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，包括中央控制系统A、发射系统 B、接收系统C和毛刷控制系统D；发射系统B、接收系统C和毛刷控制系统D 与中央控制系统A均连接；

所述的中央控制系统A包括信息收集系统A1、显示模块A2、毛刷控制模块A3；

发射系统B包括信号处理电路B1、驱动电路B2和若干光源；

接收系统C包括若干探测器、剪切模块、合并模块C17和比较模块C18，每个探测器均连接一个剪切模块；

毛刷控制系统D包括毛刷控制电路D1和若干毛刷，每个毛刷均与毛刷控制电路D1连接；

信息收集系统A1与信号处理电路B1连接，信号处理电路B1与驱动电路 B2连接，驱动电路B2与光源连接，由驱动电路驱动光源发光；

所述的比较模块C18与合并模块C17和毛刷控制模块A3均连接，毛刷控制模块A3还与毛刷控制电路D1连接；合并模块C17还与显示模块A2连接。

进一步地，所述接收系统C还包括信号处理模块和运算模块，每个剪切模块均连接一个对应的信号处理模块和一个对应的运算模块，每个运算模块均与比较模块C18连接，比较模块C18及每个信号处理模块均与合并模块C17连接。

进一步地，定义两个相互通信的全双工水下可见光MIMO通信系统分别为系统一和系统二，系统一和系统二具有相同的结构和功能，两者相互进行信号发射和信号接收；其特征在于系统一的信息收集系统A1将需要传递给系统二的信号进行模数转换后传送给信号处理电路B1，信号处理电路B1将信号转换成适合在信道中传输的带通信号，并将带通信号进行编码和调制后经过驱动电路 B2驱动光源，完成电信号到光信号的转换并向系统二进行发射；

同时，系统二按照同样的方式完成电信号到光信号的转换并向系统一进行发射。

进一步地，所述系统二的接收系统C中的探测器接收到来自系统一发出的光信号，将其转换为电信号并经过放大、滤波之后传送到系统二对应的剪切模块，剪切模块将接收到的每一路电信号分成信号和固定序列两路，分出来的信号被传送到系统二的信号处理模块，分出来的固定序列被传送到系统二的运算模块，信号处理模块将信号转换成基带信号后传送给系统二的合并模块C17；

系统二的运算模块将接收到的固定序列与缓存的固定序列进行比较，得出每一路信号的误码率，然后传送给系统二的比较模块C18；比较模块C18对接收到的每路信号的误码率进行比较得出每路信号的权重，之后分别送入系统二的合并模块C17和毛刷控制模块A3；

系统二的合并模块C17根据接收到的每路信号及每路信号的权重对信号进行合并后传送到系统二的显示模块A2，显示模块A2将合并后的信号显示出来；

系统二的毛刷控制模块A3将每路信号的权重值与阈值0.25分别进行比较，标记出权重比0.25小的那一路信号，然后通过毛刷控制模块控制相应的处理电路启动对应的毛刷进行除污工作。

本发明通过以上系统使MIMO通信系统同时具有发射信息和接收信息的功能，并具有除污功能，当系统的光窗有脏污，将会使接收到的光信号发生变化，通过比较模块得出相关信号的权重，再通过毛刷控制模块A3控制相应的毛刷启动除污工作。

进一步地，所述系统一按照同样的方式接收系统二发射的光信号并对光信号经过系统一的剪切模块分成信号和固定序列两路，分出来的信号被传送到系统一的信号处理模块，分出来的固定序列被传送到系统一的运算模块，信号处理模块将信号转换成基带信号后传送给系统一的合并模块C17；运算模块将接收到的固定序列与缓存的固定序列进行比较，得出每一路信号的误码率，然后传送给系统一的比较模块C18；比较模块C18对接收到的每路信号的误码率进行比较得出每路信号的权重，之后分别送入系统一的合并模块C17和毛刷控制模块A3；

系统一的合并模块C17根据接收到的每路信号及每路信号的权重对信号进行合并后传送到系统一的显示模块A2，显示模块A2将合并后的信号显示出来；

系统一的毛刷控制模块A3将每路信号的权重值与阈值0.25分别进行比较，标记出权重比0.25小的那一路信号，然后通过毛刷控制模块控制相应的处理电路启动对应的毛刷进行除污工作。

进一步地，所述中央控制系统A中还设置有人工操作模块A4，人工操作模块A4还与毛刷控制电路D1连接。通过人工操作模块A4，可以人工控制毛刷进行除污工作。

进一步地，所述光窗为圆形的平面光窗，毛刷均匀分布固定在光窗外圆周，毛刷一端固定在光窗上，另一端为自由端可以绕固定端在光窗的平面内转动进行除污。

进一步地，所述毛刷为圆弧状，毛刷的长度接近其所在的圆周长度的四分之一。

进一步地，所述探测器在圆形光窗的平面内沿圆周均布，且探测器所在圆周的半径等于或略小于或略大于光窗半径的一半；光源沿探测器所在的圆周均布，且每两个相邻的探测器之间布置一个光源；光窗正中心也布置一个光源。

进一步地，所述每个毛刷可独立运动。

进一步地，所述每个毛刷可绕其固定端在光窗平面内转动的角度设置为 120°。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统可达到相当的技术进步性及实用性，并具有广泛的利用价值，其至少具有下列优点：

(1)本发明提供了一种解决水下无线光通信系统光窗除污的方法，在光窗的上、下、左、右四个方位各设置一个可以被独立控制的毛刷，毛刷在不工作时可以放置在光窗法兰的外部，丝毫不遮挡光窗；而当光窗的一部分被脏污遮挡影响正常通信时，通过毛刷控制系统自动启动对应的毛刷进行除污。由于四个毛刷各自独立，因此，其中一个工作时，并不能完全遮挡光线，通信工作仍可正常进行。当然，本发明根据需要可以设置更多个毛刷，不限于实施例和附图所呈现的四个

(2)本发明通信系统的光源和探测器均采用阵列排布，毛刷除污时只能遮住一部分探测器或光源，其他探测器和光源可正常通信，使得除污和通信过程可以同时进行，无需将系统拿出水面。

(3)本发明巧妙地将硬件进行关联，使探测器接收到的信号被剪切成信号和固定序列两路，信号送入信号处理模块后再送入合并模块，固定序列送入运算模块计算出每路信号的误码率然后送入对应的比较模块，比较模块对误码率进行接收和运算比较，得出每路信号的权重后分别送入合并模块和毛刷控制模块，通过毛刷控制模块得出权重小于0.25的信号，然后控制相应的毛刷控制电路启动对应的毛刷进行除污。通过以上结构实现了自动控制除污且不影响正常通信。

本发明通过以上方案实现了一种具有除污功能的全双工水下可见光MIMO 通信系统，为水下可见光MIMO通信技术提供了一种新的除污方案。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明全双工水下可见光MIMO通信系统的示意图；

图2是毛刷在光窗上布置的示意图。

图3是探测器、光源在光窗上布置的示意图。

1-光窗，2-固定件。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的内容，下面将结合具体实施例和附图来进一步阐述本发明。以下实施例以本发明的技术为基础实施，给出了详细的实施方式和操作步骤，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本发明所提供的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统如图1所示，包括中央控制系统A、发射系统B、接收系统C和毛刷控制系统D。发射系统 B、接收系统C和毛刷控制系统D与中央控制系统A均连接。

所述的中央控制系统A包括信息收集系统A1、显示模块A2、毛刷控制模块 A3和人工操作模块A4。

发射系统B包括信号处理电路B1、驱动电路B2和若干LED光源，每个光源均与驱动电路B2连接，由驱动电路驱动光源发光。

接收系统C包括若干探测器、剪切模块、合并模块C17和比较模块C18，每个探测器均连接一个剪切模块。

毛刷控制系统D包括毛刷控制电路D1和若干毛刷，每个毛刷均与毛刷控制电路D1连接。

进一步地，所述的信息收集系统A1与信号处理电路B1连接，信号处理电路 B1与驱动电路B2连接，驱动电路B2与光源连接。

进一步地，接收系统C中的探测器与对应的剪切模块连接，每个剪切模块均连接一个对应的信号处理模块和一个对应的运算模块，运算模块与比较模块C18 连接，比较模块C18及信号处理模块均与合并模块C17连接，合并模块与显示模块A2连接。比较模块还与毛刷控制模块A3连接，毛刷控制模块A3与毛刷控制电路D1连接，通过毛刷控制电路D1使对应的毛刷启动工作进行除污。

根据以上技术方案，本发明全双工水下可见光MIMO通信系统进行除污的原理具体为：

信息收集系统A1将要传递给另一通信系统的文本、语音或视频等信号进行模数转换后转换成数字基带信号，传送给发射系统B的信号处理电路B1，信号处理电路B1可以将数字基带信号按照一定的数据长度插入固定的序列后，转换成适合在信道中传输的带通信号，并将带通信号进行编码和调制，调制后的信号经过驱动电路B2驱动光源，完成电信号到光信号的转换。

接收系统C中的探测器接收到来自另一通信系统发出的光信号，并将接收到的光信号转换为电信号，进行放大、滤波之后传送到对应的剪切模块，剪切模块按照查找同步头的方式将接收到的每一路电信号分成信号和固定序列两路，剪切模块分出来的信号被传送到信号处理模块，分出来的固定序列被传送到运算模块，信号处理模块将信号进行解调、解码并转换成基带信号后传送给合并模块C17。运算模块内缓存有上述插入基带信号的固定序列，运算模块将接收到的固定序列与缓存的固定序列进行比较，得出每一路信号的误码率，然后传送给比较模块C18。比较模块C18对接收到的每路信号的误码率进行比较得出每路信号的权重，之后，分别送入合并模块C17和毛刷控制模块A3。合并模块C17根据接收到的每路信号及每路信号的权重对信号进行合并后传送到显示模块A2，显示模块A2将合并后的信号显示出来，完成光电信号的转换和传递。毛刷控制模块A3根据每路信号的权重值，确定是否需要启动毛刷以及启动哪一路或哪几路毛刷。

在一种实施例中，如果每一路信号的权重都不小于0.25，则不需要启动毛刷。反之，如果某一路信号的权重小于0.25，则毛刷控制模块A3通过毛刷控制电路D1按照优先级顺序依次启动相对应的毛刷进行除污工作。

中央控制系统A中还设置有人工操作模块A4，人工操作模块A4还与毛刷控制电路D1连接。如果所有信号的权重都小于0.25，则可以通过人工操作模块A4 人为操作毛刷对窗口进行全面除污工作。

进一步地，为使本发明的技术方案更加清楚地呈现，如图1所示，合并模块 C17包括第一合并模块C171、第二合并模块C172、第三合并模块C173、第四合并模块C174，比较模块C18包括第一比较模块C181、第二比较模块C182、第三比较模块C183、第四比较模块C184；第一合并模块C171、第二合并模块C172、第三合并模块C173、第四合并模块C174分别与信号处理模块C9、C10、C11、 C12连接，分别用来存储和处理相对应的信号处理模块处理后的信号；第一合并模块C171、第二合并模块C172、第三合并模块C173、第四合并模块C174还分别与第一比较模块C181、第二比较模块C182、第三比较模块C183、第四比较模块 C184连接，分别用来存储和处理相对应的比较模块发来的四路信号对应的权重。合并模块C17根据接收到的四路信号及每路信号的权重对信号进行合并后传送到显示模块A2，显示模块A2将合并后的信号显示出来，完成信号的传递。

并且，第一比较模块C181、第二比较模块C182、第三比较模块C183、第四比较模块C184还分别与运算模块C13、C14、C15、C16连接，用来存储和处理对应的运算模块运算出来的对应信号的误码率，通过四个比较模块对接收到的四路信号的误码率进行运算得出每路信号的权重，分别送入相对应的合并模块C17 和毛刷控制模块A3中。

毛刷控制模块A3包括第一毛刷控制模块A31、第二毛刷控制模块A32、第三毛刷控制模块A33和第四毛刷控制模块A34，第一毛刷控制模块A31、第二毛刷控制模块A32、第三毛刷控制模块A33和第四毛刷控制模块A34分别与第一比较模块C181、第二比较模块C182、第三比较模块C183、第四比较模块C184连接，用来存储和处理相应的比较模块得出的对应信号的权重。

毛刷处理电路D1包括第一处理电路D11、第二处理电路D12、第三处理电路 D13、第四处理电路D14，分别与第一毛刷控制模块A31、第二毛刷控制模块A32、第三毛刷控制模块A33和第四毛刷控制模块A34连接，第一处理电路D11、第二处理电路D12、第三处理电路D13、第四处理电路D14还分别与毛刷D2、毛刷D3、毛刷D4、毛刷D5连接。四个毛刷控制模块将得到的权重与阈值0.25分别进行比较，标记出比阈值0.25小的毛刷控制模块，然后按照毛刷D2、D3、D4、D5的优先级使对应的毛刷控制模块控制相应的处理电路启动对应的毛刷进行除污工作。

人工操作模块A4还包括第一操作模块A41、第二操作模块A42、第三操作模块A43、第四操作模块A44，分别与第一处理电路D11、第二处理电路D12、第三处理电路D13、第四处理电路D14连接。如果所有信号的权重都小于0.25，则人工操作第一操作模块A41、第二操作模块A42、第三操作模块A43、第四操作模块A44分别控制对应的毛刷处理电路按照毛刷D2、D3、D4、D5的优先级依次启动对应的毛刷对窗口进行全面除污工作。所述的毛刷处理电路D1用来接收毛刷控制模块A3或人工操作模块A4的指令，并根据指令按照D2、D3、D4、D5的优先级对毛刷的运动进行控制。

值得注意的是，前述的另一通信系统与所述的本通信系统具有相同结构和功能，可以与所述的本通信系统相互传递信号。两个通信系统的LED光源发出的光波长不同，且每个通信系统探测器的探测面上均布置一个滤光片，滤光片的波长范围与对方通信系统发射的光源波长一致。

图1-图3所示为本发明的一种实施例，在图1中，发射系统包括五个光源，分别是光源B3～B7。接收系统C包括四个探测器和四个剪切模块，分别是探测器C1～ C4，剪切模块C5～C8，四个剪切模块剪切出来的四路信号送入信号处理模块 C9～C12，剪切出来的四路固定序列被传送到运算模块C13～C16，毛刷控制系统 D包括四个毛刷，分别是毛刷D1～D4。

其中，探测器C1、C2、C3、C4分别与剪切模块C5、C6、C7、C8连接，剪切模块C5还与信号处理模块C9和运算模块C13连接，剪切模块C6还与信号处理模块C10和运算模块C14连接，剪切模块C7还与信号处理模块C11和运算模块C15 连接，剪切模块C8还与信号处理模块C12和运算模块C16连接。信号处理模块C9、 C10、C11、C12分别与第一合并模块C171、第二合并模块C172、第三合并模块 C173、第四合并模块C174，运算模块C139、C14、C15、C16分别与第一比较模块C181、第二比较模块C182、第三比较模块C183、第四比较模块C184连接。

图2是本实施例中毛刷位置的示意图，在图2所示的实施例中，光窗1为圆形的平面光窗，四个毛刷D2～D5均匀分布固定在光窗外圆周，毛刷一端通过固定件2固定在光窗上，另一端为自由端可以绕固定件在光窗的平面内转动进行除污。毛刷D2～D5为圆弧状，具有一定的宽度，毛刷的长度接近其所在的圆周长度的四分之一。

在上述实施例的基础上，探测器C1～C4和光源B3～B7的分布情况如图3所示，四个探测器C1～C4在圆形光窗的平面内沿某一圆周均布，光源B4～B7沿四个探测器C1～C4所在的圆周均布，且每两个相邻的探测器之间布置一个光源；光源B3 分布在光窗的正中心。

四个探测器所在圆周的半径可以根据具体情况进行设计，在一种实施例中，四个探测器所在圆周的半径等于光窗半径的一半。

在另一种实施例中，四个探测器所在圆周的半径也可以略大于或略小于光窗半径的一半。

以上光窗结构、探测器、光源及毛刷的布置方式可以保证单独一个毛刷在除污过程中仅能遮住一个探测器或一个光源，最多能遮住两个光源，可以保证其他探测器和光源正常工作，因此，可以保证通信和除污工作同时进行。

进一步地，四个毛刷D2～D5可各自独立运动。在一种实施例中，每个毛刷可绕其固定端在光窗平面内转动的角度设置为120°。

下面以图1-图3所示的示例对本发明的毛刷除污过程进行详细说明：

为方便说明，定义两个相互通信的全双工水下可见光MIMO通信系统分别为系统一和系统二，系统一和系统二具有相同的结构和功能，两者相互进行信号发射和信号接收，即系统一发射系统发出的光信号被系统二探测器接收并转化为电信号，经过处理后经过系统二的显示模块A2进行显示。系统一探测器接收来自系统二发射系统发出的光信号并转化为电信号，经过处理后通过系统一的显示模块A2进行显示。在一种实施例中，系统一发射的光源波长为450nm，系统二发射的光源波长为520nm，系统一探测器的探测面上装有520nm的滤光片，系统二探测器的探测面上装有450nm的滤光片。

系统一中央控制系统A中的信息收集系统A1将要传递给另一通信系统的文本、语音或视频等信号进行模数转换后转换成数字基带信号并传送给信号处理电路B1，信号处理电路B1将数字基带信号按照一定的数据长度插入固定的序列后，转换成适合在信道中传输的带通信号，并将带通信号进行编码和调制，调制后的信号经过驱动电路B2驱动光源B3～B7，完成电信号到光信号的转换。

系统一发射的光信号被系统二接收系统的探测器接收，系统二的探测器 C1～C4将接收的光信号转化为电信号并进行放大、滤波之后传送到对应的剪切模块C5～C8，其中，探测器C1与剪切模块C5连接，探测器C2与剪切模块C6连接，探测器C3与剪切模块C7连接，探测器C4与剪切模块C8连接；剪切模块C5～C8按照查找同步头的方式将接收到的每一路电信号分成信号和固定序列两路，剪切模块分出来的信号被传送到信号处理模块C9～C12，分出来的固定序列被传送到运算模块C13～C16；其中，信号处理模块C9、C10、C11、C12分别与剪切模块 C5、C6、C7、C8连接，运算模块C13、C14、C15、C16分别与剪切模块C5、 C6、C7、C8连接。

信号处理模块C9～C12将信号进行解调、解码并转换成基带信号后传送给合并模块C17。运算模块C13～C16内分别缓存有上述插入基带信号的固定序列，运算模块C13～C16将接收到的固定序列与缓存的固定序列进行比较，得出每一路信号的误码率，然后传送给比较模块C18。比较模块C18对接收到的四路信号的误码率进行运算比较得出每路信号的权重，之后，分别送入合并模块C17和毛刷控制模块A3。合并模块C17根据接收到的四路信号及每路信号的权重对信号进行合并后传送到系统二的显示模块A2，系统二的显示模块A2将合并后的信号显示出来，完成光电信号的转换和传递。系统二的毛刷控制模块A3根据每路信号的权重值，确定是否需要启动毛刷以及启动哪一路毛刷，然后通过毛刷控制电路D1 控制对应的毛刷进行除污工作。比如：毛刷控制模块A3根据每路信号的权重值与阈值0.25分别进行比较，比较结果是第三毛刷控制模块A33的权重小于0.25，则第三毛刷控制模块A33控制第三处理电路D13使毛刷D3进行除污工作。如果是第三毛刷控制模块A33和第四毛刷控制模块A34的权重均小于0.25，则按照D4、 D5的优先级，先通过第三毛刷控制模块A33控制第三处理电路D13使毛刷D4进行除污工作，再通过第四毛刷控制模块A34控制第四处理电路D14使毛刷D5进行除污工作。

同时，系统一的探测器C1～C4接收来自系统二发出的光信号，将其转化为电信号并进行放大、滤波之后传送到系统一对应的剪切模块C5～C8，剪切模块 C5～C8按照同样的原理和方法将接收到的每一路电信号分成信号和固定序列两路，剪切模块分出来的信号被传送到信号处理模块C9～C12，分出来的固定序列被传送到运算模块C13～C16，信号处理模块C9～C12将信号进行解调、解码并转换成基带信号后传送给系统一的合并模块C17。系统一的运算模块C13～C16 内分别缓存有上述插入基带信号的固定序列，运算模块C13～C16将接收到的固定序列与缓存的固定序列进行比较，得出每一路信号的误码率，然后传送给系统一的比较模块C18。比较模块C18对接收到的四路信号的误码率进行比较得出每路信号的权重，之后，分别送入系统一的合并模块C17和毛刷控制模块A3。合并模块C17根据接收到的四路信号及每路信号的权重对信号进行合并后传送到系统一的显示模块A2，系统一的显示模块A2将合并后的信号显示出来，完成光电信号的转换和传递。系统一的毛刷控制模块A3根据每路信号的权重值与阈值0.25进行比较，如果权重值小于0.25，则通过对应的毛刷控制电路控制对应的毛刷进行除污工作。

本发明通过以上描述对本发明的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO 通信系统进行了详细说明，文中未详述部分为现有技术，可以采用现有技术的方案进行实施。

以上所述仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，本发明还可以根据以上结构和功能具有其它形式的实施例，不再一一列举。因此，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于包括中央控制系统A、发射系统B、接收系统C和毛刷控制系统D；发射系统B、接收系统C和毛刷控制系统D与中央控制系统A均连接；

所述的中央控制系统A包括信息收集系统A1、显示模块A2、毛刷控制模块A3；

发射系统B包括信号处理电路B1、驱动电路B2和若干光源；

接收系统C包括若干探测器、剪切模块、合并模块C17和比较模块C18，每个探测器均连接一个剪切模块；

毛刷控制系统D包括毛刷控制电路D1和若干毛刷，每个毛刷均与毛刷控制电路D1连接；

信息收集系统A1与信号处理电路B1连接，信号处理电路B1与驱动电路B2连接，驱动电路B2与光源连接，由驱动电路驱动光源发光；

所述的比较模块C18与合并模块C17和毛刷控制模块A3均连接，毛刷控制模块A3还与毛刷控制电路D1连接；合并模块C17还与显示模块A2连接。

2.如权利要求1所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于接收系统C还包括信号处理模块和运算模块，每个剪切模块均连接一个对应的信号处理模块和一个对应的运算模块，每个运算模块均与比较模块C18连接，比较模块C18及每个信号处理模块均与合并模块C17连接。

3.如权利要求2所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，定义两个相互通信的全双工水下可见光MIMO通信系统分别为系统一和系统二，系统一和系统二具有相同的结构和功能，两者相互进行信号发射和信号接收；其特征在于系统一的信息收集系统A1将需要传递给系统二的信号进行模数转换后传送给信号处理电路B1，信号处理电路B1将信号转换成适合在信道中传输的带通信号，并将带通信号进行编码和调制后经过驱动电路B2驱动光源，完成电信号到光信号的转换并向系统二进行发射；

同时，系统二按照同样的方式完成电信号到光信号的转换并向系统一进行发射。

4.如权利要求3所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于系统二接收系统C中的探测器接收来自系统一发出的光信号，将其转换为电信号并经过放大、滤波之后传送到系统二对应的剪切模块，剪切模块将接收到的每一路电信号分成信号和固定序列两路，分出来的信号被传送到系统二的信号处理模块，分出来的固定序列被传送到系统二的运算模块，信号处理模块将信号转换成基带信号后传送给系统二的合并模块C17；

系统二的运算模块将接收到的固定序列与缓存的固定序列进行比较，得出每一路信号的误码率，然后传送给系统二的比较模块C18；比较模块C18对接收到的每路信号的误码率进行比较得出每路信号的权重，之后分别送入系统二的合并模块C17和毛刷控制模块A3；

系统二的合并模块C17根据接收到的每路信号及每路信号的权重对信号进行合并后传送到系统二的显示模块A2，显示模块A2将合并后的信号显示出来；

系统二的毛刷控制模块A3将每路信号的权重值与阈值0.25分别进行比较，标记出权重比0.25小的信号，然后通过毛刷控制模块控制相应的处理电路启动对应的毛刷进行除污工作。

5.如权利要求4任一所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于系统一按照同样的方式接收系统二发射的光信号并对光信号经过系统一的剪切模块分成信号和固定序列两路，分出来的信号被传送到系统一的信号处理模块，分出来的固定序列被传送到系统一的运算模块，信号处理模块将信号转换成基带信号后传送给系统一的合并模块C17；运算模块将接收到的固定序列与缓存的固定序列进行比较，得出每一路信号的误码率，然后传送给系统一的比较模块C18；比较模块C18对接收到的每路信号的误码率进行比较得出每路信号的权重，之后分别送入系统一的合并模块C17和毛刷控制模块A3；

系统一的合并模块C17根据接收到的每路信号及每路信号的权重对信号进行合并后传送到系统一的显示模块A2，显示模块A2将合并后的信号显示出来；

系统一的毛刷控制模块A3将每路信号的权重值与阈值0.25分别进行比较，标记出权重比0.25小的信号，然后通过毛刷控制模块控制相应的处理电路启动对应的毛刷进行除污工作。

6.如权利要求1-5任一所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于中央控制系统A中还设置有人工操作模块A4，人工操作模块A4还与毛刷控制电路D1连接。

7.如权利要求1所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于光窗为圆形的平面光窗，毛刷均匀分布固定在光窗外圆周，毛刷一端固定在光窗上，另一端为自由端可以绕固定端在光窗平面内转动进行除污。

8.如权利要求1或7所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于毛刷为圆弧状，毛刷的长度接近其所在圆周长度的四分之一。

9.如权利要求7所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于探测器在圆形光窗的平面内沿圆周均布，且探测器所在圆周的半径等于或略小于或略大于光窗半径的一半；多个光源沿探测器所在的圆周均布，且每两个相邻的探测器之间布置一个光源；光窗正中心也布置一个光源。

10.如权利要求1或7所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于每个毛刷可独立运动。

11.如权利要求7所述的具有除污功能的全双工水下可见光MIMO通信系统，其特征在于每个毛刷可绕其固定端在光窗平面内转动的角度设置为120°。

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