本文關(guān)鍵詞：模數(shù)信號(hào)水下無(wú)線光通信研究

  更多相關(guān)文章： 水下光通信 OOK調(diào)制 PPM調(diào)制 PWM調(diào)制 模擬調(diào)制

【摘要】：隨著科技的進(jìn)步以及對(duì)海洋資源的探測(cè)與開(kāi)發(fā),我國(guó)已在海底資源探測(cè)、海底傳感器網(wǎng)絡(luò)、水下無(wú)人機(jī)以及核潛艇等方面取得了一定的成就,這些成就的取得均離不開(kāi)信息的水下無(wú)線傳輸。目前,常用的水下無(wú)線通信方式主要有長(zhǎng)波通信、水聲通信、光通信三種。水下光通信以藍(lán)綠激光為信息載體實(shí)現(xiàn)信息傳輸,相比于其它通信方式,具有承載信息能力強(qiáng)、通信帶寬大、保密性好以及體積小等優(yōu)點(diǎn),既能克服長(zhǎng)波通信及水聲通信存在的體積大,保密性差等缺點(diǎn),又能穿透水氣界面實(shí)現(xiàn)空中與水下的無(wú)線通信,因此研究水下無(wú)線光通信系統(tǒng)具有重要意義。本文首先分析了海水信道對(duì)光波的衰減作用,使用功率計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室傳輸信道的衰減系數(shù)進(jìn)行了測(cè)試,并對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的衰減系數(shù)與同一光波在不同大洋水質(zhì)中的衰減系數(shù)進(jìn)行了比較。在分析了傳輸信道衰減系數(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)水下無(wú)線光通信中常用的幾種調(diào)制方式的光發(fā)射功率、誤時(shí)隙率、傳輸信息容量以及帶寬需求進(jìn)行了比較分析,得出OOK(開(kāi)關(guān)鍵控調(diào)制)調(diào)制的硬件部分實(shí)現(xiàn)最為簡(jiǎn)單、且?guī)捓寐首罡?PPM(脈沖位置調(diào)制)調(diào)制的光發(fā)射功率、誤時(shí)隙率均最低。其次,在完成理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套基于OOK調(diào)制的水下無(wú)線光通信系統(tǒng),采用Lab VIEW軟件環(huán)境編程,在實(shí)驗(yàn)室傳輸信道中,實(shí)現(xiàn)了文字信息的無(wú)失真?zhèn)鬏�。然�?在實(shí)現(xiàn)基于OOK調(diào)制的信息水下無(wú)線傳輸?shù)幕A(chǔ)上,利用FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)開(kāi)發(fā)板,實(shí)現(xiàn)了基于PPM調(diào)制的文字信息的水下無(wú)失真?zhèn)鬏?在發(fā)送速率、發(fā)送間隔及發(fā)送內(nèi)容相同的條件下,測(cè)試了兩種調(diào)制方式發(fā)射端光源所發(fā)射光脈沖的平均功率,得出PPM調(diào)制的光發(fā)射功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于OOK調(diào)制,且通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)PPM調(diào)制的抗干擾能力遠(yuǎn)大于OOK調(diào)制。最后,實(shí)現(xiàn)了基于模擬調(diào)制、PWM(脈沖寬度調(diào)制)調(diào)制兩種調(diào)制的音頻信號(hào)的水下傳輸,在發(fā)送端發(fā)送內(nèi)容相同的情況下,通過(guò)對(duì)接收端接收波形分析以及對(duì)發(fā)送端光發(fā)射功率的測(cè)試,得出PWM調(diào)制比模擬調(diào)制具有更高的抗干擾能力以及更高的光功率利用率,并實(shí)現(xiàn)了基于模擬調(diào)制的模擬視頻信號(hào)在水下的實(shí)時(shí)無(wú)線光傳輸。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.1
，

本文編號(hào)：1209588