基于ppm調(diào)制的水下無線光通信系統(tǒng)仿真與實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計開題報告ppt

1、基于PPM調(diào)制的水下無線光通信系統(tǒng)仿真與實現(xiàn),姓 名： 歐澤世 專業(yè)班級： 信息工程133班 指導(dǎo)教師： 王景景,開題報告,,,,,3.設(shè)計思路與設(shè)計方案,2.主要研究的內(nèi)容,1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)況,1.選題立意,5.參考文獻,4.畢業(yè)設(shè)計工作計劃安排,選題立意,當前，隨著海軍潛艇、無人潛航器以及傳感器等裝備的高速發(fā)展，如何在水下進行實時、高速、穩(wěn)定

2、的數(shù)據(jù)傳輸成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。傳統(tǒng)的水聲通信雖然具有傳輸距離遠、傳輸可靠性高等優(yōu)勢，卻存在傳輸速率低、系統(tǒng)體積大、帶寬小、傳輸延遲長、功耗大等缺點，即使在近距離范圍內(nèi)也很難實現(xiàn)Mbps的傳輸速率；最常用的電磁波通信，在海水中衰減嚴重，很難滿足遠距離數(shù)據(jù)傳輸。因此，研究和發(fā)展高速、穩(wěn)定的水下傳輸方法已成當前海洋信息探測與傳輸領(lǐng)域研究熱點。,選題立意,水下可見光通信相比水聲通信具有帶寬高、速率快、時延小、功耗低等優(yōu)勢。主要原因有以下

3、三個方面：一，光的頻率高，可承載的大量的數(shù)據(jù)傳輸；二，光的方向性強，若被阻擋會導(dǎo)致光信號傳輸中斷，若接收端收不到數(shù)據(jù)可斷定數(shù)據(jù)傳輸受阻，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?；三，光的波長短，對發(fā)送和接收模塊的設(shè)計要求小，可節(jié)省成本。因而，水下光通信對未來海洋通信領(lǐng)域具有非常寬廣的應(yīng)用前景，受到更多國家以及科研人員的重視。,國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,1939年英國人A.H.里夫斯提出脈碼調(diào)制原理。Pierce J.R最早提出脈沖位置調(diào)制，并且再空間光通信中得到應(yīng)

4、用。其中ppm（脈沖位置調(diào)制）在二戰(zhàn)中已經(jīng)開始使用。 英國設(shè)菲爾德大學對應(yīng)用于激光通信的調(diào)制技術(shù)進行深入分析，重點研究PPM調(diào)制，并實現(xiàn)其硬件電路。我國在這方面的研究起步比較晚，在2000年桂林電子工業(yè)學院的光通信系統(tǒng)試驗中，對飛機與水下潛艇采用了PPM調(diào)制實現(xiàn)通信，PPM研究有了進一步發(fā)展。,設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計思路,設(shè)計內(nèi)容 本課題使用激光二極管模塊為光源，通過Quartus軟件仿真來設(shè)計相應(yīng)電路，實現(xiàn)了光通信系統(tǒng)的發(fā)送與

5、接收。其中硬件的搭建運用FPGA芯片進行調(diào)制解調(diào)，編寫相應(yīng)的程序完成ppm調(diào)制的實現(xiàn)，通過藍色激光二極管進行傳輸。,2.設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計思路,設(shè)計思路采用激光LED發(fā)射器使用驅(qū)動電路采用場效應(yīng)管（MOSFET）漏極接LED負載的設(shè)計，實現(xiàn)信號的傳輸，ppm調(diào)制運用目前流行的Verilog語言進行相應(yīng)模塊設(shè)計,寫入FPGA中進行調(diào)制解調(diào)，Quartus軟件仿真。最后完成成品的電路搭建與調(diào)試。,研究方法 與設(shè)計方案,研究方法：模塊化的設(shè)計方

6、法設(shè)計方案：PPM調(diào)制主要由串并轉(zhuǎn)換、4分頻器、8分頻器、計數(shù)器、比較器、脈沖成形器、延時器等組合而成，而PPM解調(diào)部分只需要將調(diào)制部分調(diào)換即可包括4分頻器、8分頻器、窄脈沖恢復(fù)、脈沖定位、脈沖整形、并串轉(zhuǎn)換、延時器。最后將調(diào)制模塊和解調(diào)模塊聯(lián)合仿真設(shè)計，綜合調(diào)制模塊和解調(diào)模塊的頂層設(shè)計。將整合的系統(tǒng)進行調(diào)試仿真。,畢業(yè)設(shè)計工作進度安排,參考文獻,[1] 潘松等、EDA技術(shù)實用教程-Verilog HDL（第五版）.北京 :科技出版社

7、、2013[2] 任愛鋒等.基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計.西安：西安電子科技大學出版社，2004[3] 鄧鋼等.通信電子電路.北京：電子工業(yè)出版社，2005[4] 樊昌信，曹麗娜.通信原理[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007[5] GHASSEMLOOY Z, HAYES A R, SEED N L. Digital pulse interval modulation for optical communications [J

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