一種近距離水下光通信系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著各國對于海洋開發(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技術(shù)日益普及。設(shè)備之間的綜合數(shù)據(jù)、語音和圖像、控制指令等信息的實時交換，對水下的無線數(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，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，延時較長的缺點。即使是短距離范圍的通信，水聲通信也難以實現(xiàn)每秒兆比特級的傳輸速率。光波頻率要遠(yuǎn)高于聲波，對信息具有更強的承載能力，水下光通信方式

2、可以有效的實現(xiàn)實時的高速率數(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)的補充方式在近距離通信方面得以應(yīng)用。
　　論文對比不同水下無線通信方式的優(yōu)缺點，分析國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，闡述論文的研究意義。從海水信道對光子的散射和吸收特性出發(fā)，研究光波波長與系統(tǒng)傳輸性能的關(guān)系。給出不同光源的光強及發(fā)射功率計算公式。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)接收功率的計算函數(shù)，分析水下無線光通信系統(tǒng)性能的影響因素。結(jié)合開關(guān)鍵控調(diào)制方式，對水下無線光通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真，為工程設(shè)計估算提供參考。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于藍(lán)發(fā)光二極管，硅光光電二極管的小體積可見光水下通信的驗證裝置。設(shè)備利用單片機控制，同時可實現(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。對于水下光通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量不會對系統(tǒng)性能造成影響。海水信道的散射和多徑效應(yīng)是影響