一種近距離水下光通信系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著各國(guó)對(duì)于海洋開(kāi)發(fā)的不斷深入，水下自主航行器、水下潛艇等大量新的水下探測(cè)技術(shù)日益普及。設(shè)備之間的綜合數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像、控制指令等信息的實(shí)時(shí)交換，對(duì)水下的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸速率提出了更高的要求。傳統(tǒng)的水聲通信技術(shù)雖然在遠(yuǎn)距離通信時(shí)，系統(tǒng)性能可靠。但是由于聲音固有特性的影響，水聲通信方式存在的帶寬較窄，延時(shí)較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。即使是短距離范圍的通信，水聲通信也難以實(shí)現(xiàn)每秒兆比特級(jí)的傳輸速率。光波頻率要遠(yuǎn)高于聲波，對(duì)信息具有更強(qiáng)的承載能力，水下光通信方式

2、可以有效的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的高速率數(shù)據(jù)傳輸。理論上能夠以10Mbps到1Gbps的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,水下光通信技術(shù)作為水聲通信技術(shù)的補(bǔ)充方式在近距離通信方面得以應(yīng)用。
　　論文對(duì)比不同水下無(wú)線通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)，分析國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，闡述論文的研究意義。從海水信道對(duì)光子的散射和吸收特性出發(fā)，研究光波波長(zhǎng)與系統(tǒng)傳輸性能的關(guān)系。給出不同光源的光強(qiáng)及發(fā)射功率計(jì)算公式。探討光束發(fā)散角與光傳輸幾何損耗的關(guān)系。給出不同水域條件下水下光強(qiáng)分布與傳輸距離關(guān)

3、系的仿真結(jié)果。建立系統(tǒng)接收功率的計(jì)算函數(shù)，分析水下無(wú)線光通信系統(tǒng)性能的影響因素。結(jié)合開(kāi)關(guān)鍵控調(diào)制方式，對(duì)水下無(wú)線光通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真，為工程設(shè)計(jì)估算提供參考。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于藍(lán)發(fā)光二極管，硅光光電二極管的小體積可見(jiàn)光水下通信的驗(yàn)證裝置。設(shè)備利用單片機(jī)控制，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定位功能。結(jié)合光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，分析系統(tǒng)信噪比及誤碼率，總結(jié)改善系統(tǒng)傳輸性能的方法。對(duì)于水下光通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能造成影響。海水信道的散射和多徑效應(yīng)是影響