基于PWM调制方法的多通道水下光通信系统研究
发布时间：2022-01-03 07:59
水下通信技术是人类探索海洋资源、认知海洋环境的重要手段之一,传统的水下长波通信与水声通信技术,虽传播距离远,但存在速率低、抗干扰能力差、保密性弱等缺点。近年来激光水下通信因其保密性好、通信速度快、通信容量大等优点而受到广泛关注。目前激光通信主要采用OOK及PPM调制方式,与之相比,PWM调制方式拥有抗干扰能力强、带宽需求低、可进行模/数调制等优点,因而在水下光通信领域具有重要研究意义。基于以上需求,本文设计了一套PWM调制方法的多通道水下光通信系统。本文首先分析了海水信道对光的衰减特性,确定了水下通信系统的光源波长为520nm。分析现有研究成果,估计出海水的衰减系数为0.15-0.25m-1。通过对常用模拟/数字信号调制方式的原理分析,比较了多种调制方法的特点。基于海水衰减特性分析结果及调制方法比较结论,本文选择PWM方法作为激光器的调制方式,该方法具有系统结构简单,抗干扰能力强、激光驱动能力强等优点。其次,针对水下激光通信衰减大、干扰强的特点,设计了一套PWM调制方法的多通道水下光通信系统,采用频率为100Hz-5MHz的正弦波、方波对该系统进行了水下激光通信能...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及目的意义
1.1.1 课题的研究背景
1.1.2 研究目的与研究意义
1.2 水下光通信的国内外发展现状
1.2.1 水下光通信的国外研究现状
1.2.2 水下光通信的国内研究现状
1.3 课题的主要研究内容
第2章 传输信道及激光通信调制方式分析
2.1 海水信道的光学特性
2.1.1 海水散射特性
2.1.2 海水吸收特性
2.2 常用模/数信号调制方式
2.2.1 模拟信号正弦波调制工作原理
2.2.2 数字信号正弦波调制工作原理
2.2.3 脉冲调制工作原理
2.3 PWM调制方式的工作原理
2.4 本章小结
第3章 PWM调制水下光通信系统设计
3.1 水下激光通信原理
3.2 系统的整体设计以及元器件选型
3.2.1 系统整体设计
3.2.2 元器件选型
3.3 软件上位机设计
3.3.1 上位机介绍
3.3.2 发送端上位机设计
3.3.3 接收端上位机设计
3.4 PWM发送端设计
3.4.1 激光器的选择
3.4.2 PWM调制模块设计
3.4.3 激光驱动电路设计
3.5 PWM接收端设计
3.5.1 光电探测器的选择
3.5.2 高增益放大模块
3.5.3 PWM解调模块设计
3.6 PWM调制水下光通信系统测试
3.7 本章小结
第4章 模/数水下光通信实验及结果
4.1 实验装置
4.2 视频水下通信
4.2.1 视频信号
4.2.2 视频通信实现
4.2.3 视频通信结果与分析
4.3 音频信号水下通信
4.3.1 音频信号
4.3.2音频通信实验
4.3.3 音频通信结果与分析
4.4 图/文信号水下通信
4.4.1 图/文信号
4.4.2图/文通信实验
4.4.3 图/文通信结果与分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋石油平台多种通信方式的应用概述[J]. 万青霖. 中国海洋平台. 2016(06)
[2]简易红外光音频通信装置[J]. 王宜童,曹洪奎,王冬霞. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2016(02)
[3]水下无线通信技术发展研究[J]. 王毅凡,周密,宋志慧. 通信技术. 2014(06)
[4]水下无线光通信接收光功率的计算研究[J]. 魏巍,张晓晖,饶炯辉,吴广成. 中国激光. 2011(09)
[5]我们怎样走向21世纪的海洋[J]. 闫俊杰. 产权导刊. 2009(09)
[6]水下无线光通信系统模型分析[J]. 胡贞辉,张继生. 科技信息(科学教研). 2007(29)
[7]水下光通信PPM数字接收机的DSP实现[J]. 周田华,何宁,敖发良. 光学技术. 2006(S1)
[8]浅析数字信号的载波调制[J]. 焦欣然. 西部广播电视. 2004(01)
[9]海洋资源——人类可持续发展的依托[J]. 张鸿翔,赵千钧. 地球科学进展. 2003(05)
[10]无线光通信中的PPM调制[J]. 汪井源,张正线. 电讯技术. 2000(05)
博士论文
[1]中国近海高浊度水体中光传输特征的数值模拟研究[D]. 林绍迎.中国海洋大学 2007
硕士论文
[1]模数信号水下无线光通信研究[D]. 马凯丽.哈尔滨工业大学 2016
[2]水下无线传感器网络中基于自主水下航行器的拓扑优化技术研究[D]. 张宁申.南京邮电大学 2015
[3]水下光通信OOK调制解调系统研究[D]. 姚灿.哈尔滨工业大学 2014
[4]水下激光通信系统中信道特性分析[D]. 王文朋.中国海洋大学 2014
[5]南黄海光学特性研究[D]. 吴弘.厦门大学 2014
[6]基于蓝光LED的便携式水下视频通信系统[D]. 李丽.南京邮电大学 2014
[7]基于LED的水下可见光通信技术的仿真研究[D]. 曹旭.哈尔滨工程大学 2014
[8]海洋开发对沿海地区城市化进程的影响分析[D]. 梁超.中国海洋大学 2010
[9]水下短距离可见光通信技术的研究[D]. 孙春媛.中国海洋大学 2007
[10]基于相关特性的水下连续激光后向散射测量方法研究[D]. 温文.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3565904
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及目的意义
1.1.1 课题的研究背景
1.1.2 研究目的与研究意义
1.2 水下光通信的国内外发展现状
1.2.1 水下光通信的国外研究现状
1.2.2 水下光通信的国内研究现状
1.3 课题的主要研究内容
第2章 传输信道及激光通信调制方式分析
2.1 海水信道的光学特性
2.1.1 海水散射特性
2.1.2 海水吸收特性
2.2 常用模/数信号调制方式
2.2.1 模拟信号正弦波调制工作原理
2.2.2 数字信号正弦波调制工作原理
2.2.3 脉冲调制工作原理
2.3 PWM调制方式的工作原理
2.4 本章小结
第3章 PWM调制水下光通信系统设计
3.1 水下激光通信原理
3.2 系统的整体设计以及元器件选型
3.2.1 系统整体设计
3.2.2 元器件选型
3.3 软件上位机设计
3.3.1 上位机介绍
3.3.2 发送端上位机设计
3.3.3 接收端上位机设计
3.4 PWM发送端设计
3.4.1 激光器的选择
3.4.2 PWM调制模块设计
3.4.3 激光驱动电路设计
3.5 PWM接收端设计
3.5.1 光电探测器的选择
3.5.2 高增益放大模块
3.5.3 PWM解调模块设计
3.6 PWM调制水下光通信系统测试
3.7 本章小结
第4章 模/数水下光通信实验及结果
4.1 实验装置
4.2 视频水下通信
4.2.1 视频信号
4.2.2 视频通信实现
4.2.3 视频通信结果与分析
4.3 音频信号水下通信
4.3.1 音频信号
4.3.2音频通信实验
4.3.3 音频通信结果与分析
4.4 图/文信号水下通信
4.4.1 图/文信号
4.4.2图/文通信实验
4.4.3 图/文通信结果与分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋石油平台多种通信方式的应用概述[J]. 万青霖. 中国海洋平台. 2016(06)
[2]简易红外光音频通信装置[J]. 王宜童,曹洪奎,王冬霞. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2016(02)
[3]水下无线通信技术发展研究[J]. 王毅凡,周密,宋志慧. 通信技术. 2014(06)
[4]水下无线光通信接收光功率的计算研究[J]. 魏巍,张晓晖,饶炯辉,吴广成. 中国激光. 2011(09)
[5]我们怎样走向21世纪的海洋[J]. 闫俊杰. 产权导刊. 2009(09)
[6]水下无线光通信系统模型分析[J]. 胡贞辉,张继生. 科技信息(科学教研). 2007(29)
[7]水下光通信PPM数字接收机的DSP实现[J]. 周田华,何宁,敖发良. 光学技术. 2006(S1)
[8]浅析数字信号的载波调制[J]. 焦欣然. 西部广播电视. 2004(01)
[9]海洋资源——人类可持续发展的依托[J]. 张鸿翔,赵千钧. 地球科学进展. 2003(05)
[10]无线光通信中的PPM调制[J]. 汪井源,张正线. 电讯技术. 2000(05)
博士论文
[1]中国近海高浊度水体中光传输特征的数值模拟研究[D]. 林绍迎.中国海洋大学 2007
硕士论文
[1]模数信号水下无线光通信研究[D]. 马凯丽.哈尔滨工业大学 2016
[2]水下无线传感器网络中基于自主水下航行器的拓扑优化技术研究[D]. 张宁申.南京邮电大学 2015
[3]水下光通信OOK调制解调系统研究[D]. 姚灿.哈尔滨工业大学 2014
[4]水下激光通信系统中信道特性分析[D]. 王文朋.中国海洋大学 2014
[5]南黄海光学特性研究[D]. 吴弘.厦门大学 2014
[6]基于蓝光LED的便携式水下视频通信系统[D]. 李丽.南京邮电大学 2014
[7]基于LED的水下可见光通信技术的仿真研究[D]. 曹旭.哈尔滨工程大学 2014
[8]海洋开发对沿海地区城市化进程的影响分析[D]. 梁超.中国海洋大学 2010
[9]水下短距离可见光通信技术的研究[D]. 孙春媛.中国海洋大学 2007
[10]基于相关特性的水下连续激光后向散射测量方法研究[D]. 温文.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3565904
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3565904.html
