隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及海洋探測系統(tǒng)的應(yīng)用,水下無線通信技術(shù)得到巨大關(guān)注。目前水下無線通信主要可以分成三大類:水聲通信、射頻通信及光通信。水聲通信信號衰減小、傳輸距離遠(yuǎn),但是傳輸速率太低;射頻通信傳輸速率較高,但衰減較大,傳輸距離過近;而水下光學(xué)通信具有較大的帶寬和更高的傳輸速率,特別是水下激光通信具有安全性好、傳輸速率高、通信容量大、傳輸距離較遠(yuǎn)等優(yōu)點,近年來成為水下無線光通信領(lǐng)域的重要研究方向。由于高速激光通信中的光源出射光斑和發(fā)散角都很小,經(jīng)過一定距離傳輸后,接收端的光斑仍然較小。而且高速接收機的光電檢測器探測面比接收到的光斑小,因此接收機與光斑中心很難處于精細(xì)對準(zhǔn)狀態(tài),導(dǎo)致難以建立穩(wěn)定的水下光通信鏈路。本文針對水下光通信對準(zhǔn)這一問題進行了研究。首先,采用蒙特卡洛仿真統(tǒng)計法分析激光光子在海水中傳輸?shù)慕邮展鈴姺植家?guī)律,得到不同傳輸距離下接收光強與光子接收位置的關(guān)系。利用高斯函數(shù)對仿真結(jié)果進行擬合分析,研究了水下無線光通信系統(tǒng)接收機相對于光斑不同位置的接收功率分布規(guī)律,建立接收機接收光強與接收機位置的數(shù)學(xué)模型。然后,在現(xiàn)有的激光傳輸模型的基礎(chǔ)上,考慮接收機位置的影響,得到含有接收機...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水下無線光通信研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水下無線光通信對準(zhǔn)問題研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
        1.3.1 課題主要研究內(nèi)容
        1.3.2 課題的組織結(jié)構(gòu)安排
第2章 海水信道光學(xué)特性與無線激光傳輸理論分析
    2.1 海水的光學(xué)特性
        2.1.1 海水信道的光學(xué)吸收特性
        2.1.2 海水信道的光學(xué)散射特性
        2.1.3 海水信道的光學(xué)衰減特性
    2.2 海水信道無線激光傳輸理論模型分析
        2.2.1 海水信道模型
        2.2.2 水下光信號的幾何衰減模型
        2.2.3 基于光束擴展的海水信道激光傳輸衰減模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 水下無線激光傳輸?shù)拿商乜宸抡媾cUOWC對準(zhǔn)模型的建立
    3.1 水下無線光通信系統(tǒng)模型
    3.2 水下高斯光束遠(yuǎn)場光強分布的蒙特卡洛仿真
        3.2.1 高斯光束理論
        3.2.2 蒙特卡洛方法概述
        3.2.3 蒙特卡洛數(shù)值仿真流程
        3.2.4 蒙特卡洛仿真結(jié)果
        3.2.5 仿真結(jié)果分析
    3.3 建立UOWC對準(zhǔn)系統(tǒng)接收光強空間分布模型
        3.3.1 UOWC對準(zhǔn)系統(tǒng)
        3.3.2 基于對準(zhǔn)系統(tǒng)的接收光強空間分布模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 水下激光通信對準(zhǔn)算法研究
    4.1 系統(tǒng)模型與問題描述
        4.1.1 狀態(tài)空間模型
        4.1.2 測量模型
    4.2 對準(zhǔn)算法研究
        4.2.1 基于一維搜索算法的對準(zhǔn)控制
        4.2.2 基于EKF的估計和對準(zhǔn)算法
    4.3 算法仿真與結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 水下激光接收光強分布及自動對準(zhǔn)控制實驗
    5.1 水下激光接收光強分布檢測實驗
        5.1.1 實驗平臺的搭建
        5.1.2 實驗結(jié)果及分析
    5.2 對準(zhǔn)實驗平臺搭建與系統(tǒng)驗證
        5.2.1 實驗平臺的搭建
        5.2.2 實驗測試
    5.3 基于EKF的對準(zhǔn)仿真實驗
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3983411