發(fā)布時間：2020-12-25 10:47

　　隨著人類對海洋資源的深入探索,人類與海洋之間的通信日益頻繁,迫切需要高速水下無線傳輸技術的支持。水下無線光通信由于具有速率高、體積小,功耗低等突出優(yōu)點,被認為是解決水下高速數(shù)據(jù)近距離無線傳輸?shù)挠行侄?近年來引起了廣泛的關注。在水下雙向無線光通信工程應用中,后向散射的存在會引起雙向鏈路的串擾,極大的制約著通信性能。針對這一問題,本文基于半雙工通信模式從時間上隔離后向散射帶來的串擾問題,設計光通信系統(tǒng)并驗證了方案的可行性。本文主要工作和創(chuàng)新點包括以下三個方面:(1)基于藍光LED和大面積PMT,設計并研制了水下半雙工無線光通信硬件組件,該硬件可支持20Mbps的鏈路速率;(2)基于網(wǎng)絡協(xié)議,設計了半雙工通信中的數(shù)據(jù)傳輸邏輯,解決了半雙工模式的軟件實現(xiàn)和通信過程中的時鐘同步問題;(3)搭建并完成了系統(tǒng)的聯(lián)調測試,分別完成了地面測試實驗以及水下測試實驗,實現(xiàn)了最高20Mbps的鏈路傳輸速率,水中傳輸距離18m,驗證了系統(tǒng)方案的可行性。 

【文章來源】：陜西師范大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 水下無線光通信的國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內容
第2章 水下無線光通信的系統(tǒng)組成及實現(xiàn)
    2.1 水下無線光通信的系統(tǒng)工作組成
    2.2 光發(fā)射機的設計與實現(xiàn)
        2.2.1 通信光源的選擇
        2.2.2 調制方式的選擇
        2.2.3 光驅動器的設計
    2.3 光接收機的設計與實現(xiàn)
        2.3.1 光電探測器的選擇
        2.3.2 信號處理
    2.4 控制模塊的設計及實現(xiàn)
    2.5 本章小結
第3章 基于網(wǎng)絡協(xié)議的半雙工數(shù)據(jù)通信設計
    3.1 FPGA簡介
    3.2 FPGA開發(fā)流程
    3.3 基于網(wǎng)絡協(xié)議的數(shù)據(jù)通信設計
        3.3.1 TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議
        3.3.2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪壿嬙O計
    3.4 本章小結
第4章 系統(tǒng)測試
    4.1 地面測試
    4.2 水下測試
        4.2.1 測試過程
        4.2.2 測試結果
    4.3 本章小結
第5章 總結與展望
參考文獻
附錄縮略詞
致謝
攻讀學位期間研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]硅光電二極管光譜響應度的分析[J]. 張學驁,吳昊,張海良,王飛,賈紅輝.  大學物理實驗. 2011(02)

博士論文
[1]面向深海應用的水下雙向無線光通信研究[D]. 韓彪.中國科學院大學(中國科學院西安光學精密機械研究所) 2018

碩士論文
[1]水下可見光高速通信系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 楊杰.青島科技大學 2017
[2]單光子探測器的研究與設計[D]. 張櫟存.北方工業(yè)大學 2017
[3]雪崩光電二極管電流檢測電路設計[D]. 朱田友.東南大學 2017



本文編號：2937502