毕业论文--基于激光的水下通信调制特性分析与实现

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1、基于激光的水下通信调制特性分析与实现学位论文答辩日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：基于激光的水下通信调制特性分析与实现摘要当今世界，全球各国对海洋资源都无比重视，在海洋资源的争夺中，以潜艇和自主式水下潜器(AutonomousUnderwaterVehicle,AUV)为代表的水下航行器具有举足轻重的作用。然而如何与潜艇或AUV等水下航行器之间建立起有效、隐蔽、非接触、可靠而又高速的通信链路是现代通信技术研究的一个热点。串口通信方式是按位进行传输的一种通讯方式，该方式具有硬件实现简单、节约通信成本、通信协议兼容性强、连接简易等优势，目前很多水下设备之间的数据交互都是通过串口通

2、信的方式进行的。但串口通信方式在通信速率与通信距离上的限制，不能很好的适应现代水下通信对于时效性的需求。本文将串口通信方式与具有低功耗且高效率的PPM调制方式相结合，应用到水下光通信系统中，使串口通信与光通信两种通信方式的劣势互补，优势更加突出。本文首先分析了海水介质对光在其内传播时的影响，确定了适合水下激光通信系统的激光波段。介绍了在水下无线光通信系统两种常用的调制方案，重点分析了强度调制/直接检测方案中常见的三种调制方式：OOK、PPM、DPIM，在对它们的调制原理进行介绍后，从多方面进行了介绍和性能对比，最终选择PPM调制方式为最适合该水下激光通信系统的调制方式。本文利用FP

3、GA对系统中PPM的调制与解调模块进行设计，设计模块包括：调制模块、解调模块、同步时钟（帧同步时钟与时隙同步时钟）提取模块等，并通过对每个所设计的模块的分析与仿真，最终验证了整个PPM的调制与解调模块的可行性。本论文的主要内容是对适合于水下激光通信的调制方式进行了分析并对水下无线激光通信调制系统的可用性进行验证，为此考虑到吸收散射对水下激光通信的影响，我们在不同的水体能见度下进行了一系列传输实验，表明该系统是紧凑、有效、稳定的，且可实现短距离内的高速通信。最后，是对论文的总结以及对接下来工作的展望。关键字：水下；激光；通信；调制7676Realizationandcharacter

4、isticanalysisoflaser-basedunderwatercommunicationmodulationAbstractIntoday'sworld,countriesaroundtheworldattachgreatimportancetomarineresourcesandinmarineresourcecontention,withsubmarinesandautonomouswaterdive(autonomousunderwatervehicle,AUV)isrepresentedbythewatervehiclehasapivotalrole.Howeve

5、r,howtoestablisheffective,covert,non-contact,reliableandhighspeedcommunicationlinksbetweensubmarineandAUVandotherunderwatervehiclesisahottopicintheresearchofmoderncommunicationtechnology.Atpresent,alotofunderwaterequipmentexchangedataarebywayofserialcommunication.Serialcommunicationmodeisakind

6、ofcommunicationmodeaccordingtothebit,ithastheadvantagesofsimplehardwareimplementation,communicationcostsaving,communicationprotocolcompatibility,easyconnectionandsoon.Butitisnotabletomeetthedemandsofpresentunderwatercommunicationduetothelimitationsoftransmittingrateanddistance.Inthispaper,weco

7、mbinedthewayofserialcommunicationwithPPMmodulation.Thenapplicationtounderwateropticalcommunicationsystem.Thepaperfirstanalyzestheinfluenceofseawatermediumonthepropagationoflightintheinside,todeterminethesuitablewavelengthoflaserunderwat