與傳統(tǒng)水下通信技術相比,水下無線光通信技術（Underwater wireless optical communications,UWOC）具有帶寬高、抗干擾能力強、功耗低、體積小、保密性好等優(yōu)勢,可為實時、高速近距離水下無線通信提供強大的技術支撐。在海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋地質(zhì)結構研究等領域將發(fā)揮重要作用,已成為各國競相發(fā)展的重要通信技術之一。為提高水下無線光通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率、健壯性與實用性,本文對水下無線光通信系統(tǒng)關鍵技術展開研究,分析海水對光的吸收與散射作用,針對光發(fā)射器件中的激光二極管、發(fā)光二極管,與接收器件中的光敏電阻、正負本征光電二極管、雪崩光電二極管、光電倍增管等詳細分析比較,綜合選定構成系統(tǒng)的收發(fā)電路核心元件,并在現(xiàn)場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array,FPGA）硬件基礎上,結合通信速率較高的16進制正交振幅調(diào)制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）技術、設計實現(xiàn)了基于450nm波長藍色激光的水下無線通信系統(tǒng)。本文針對16QAM調(diào)制的載波恢復算法展開研究,提出了基于改進載波恢復算法的16... 

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與研究意義
        1.1.1 海底光纜通信技術
        1.1.2 水聲通信技術
        1.1.3 水下射頻電磁通信技術
        1.1.4 水下無線光通信技術
        1.1.5 課題研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究目標與研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結構
2 水下無線光通信關鍵技術研究
    2.1 水下無線光通信系統(tǒng)概述
    2.2 可見光水下信道傳輸特性
    2.3 光源技術
        2.3.1 激光二極管
        2.3.2 發(fā)光二極管
    2.4 光電接收技術
        2.4.1 光敏電阻
        2.4.2 正負本征光電二極管
        2.4.3 雪崩光電二極管
        2.4.4 光電倍增管
    2.5 本章小結
3 改進載波恢復算法的16QAM原理及仿真
    3.1 16QAM調(diào)制技術原理
    3.2 16QAM解調(diào)技術原理
        3.2.1 16QAM相干解調(diào)原理
        3.2.2 改進的載波恢復算法原理
        3.2.3 位同步算法原理
    3.3 基于改進載波恢復算法的16QAM仿真驗證
    3.4 本章小結
4 16QAM水下無線光通信系統(tǒng)FPGA實現(xiàn)方案
    4.1 系統(tǒng)整機實現(xiàn)方案
    4.2 系統(tǒng)整機時鐘分配方案
    4.3 系統(tǒng)發(fā)射端
        4.3.1 串行數(shù)據(jù)源模塊
        4.3.2 串并變換模塊
        4.3.3 星座映射模塊
        4.3.4 上變頻與成型濾波處理
        4.3.5 載波發(fā)生器
        4.3.6 乘法器與加法器
    4.4 系統(tǒng)接收端
        4.4.1 改進算法的載波恢復模塊
        4.4.2 位同步模塊
        4.4.3 門限判決模塊
        4.4.4 解映射與并串變換模塊
        4.4.5 誤碼率統(tǒng)計模塊
    4.5 本章小結
5 系統(tǒng)仿真及整機測試
    5.1 系統(tǒng)發(fā)射端功能仿真
    5.2 系統(tǒng)接收端功能仿真
    5.3 系統(tǒng)整機測試
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]水下無線光通信關鍵技術應用研究[J]. 易叢琴,周汝雁.  通信技術. 2017(10)
[2]采用電極對天線的水下通信電波傳播分析[J]. 路洋洋,王永斌,翟琦.  通信技術. 2013(09)
[3]一種基于介質(zhì)集成波導腔的小型化濾波器[J]. 方志華,張忠海.  現(xiàn)代電子技術. 2012(21)
[4]水聲通信技術研究進展[J]. 程恩,袁飛,蘇為,高春仙,曾文俊,孫海信,胡曉毅.  廈門大學學報(自然科學版). 2011(02)
[5]用于水下傳感器網(wǎng)絡的無線光通信研究概況[J]. 魏巍,陳楠楠,張曉暉,饒炯輝,王文博.  傳感器世界. 2011(03)
[6]FSK信號非相干解調(diào)的數(shù)字實現(xiàn)[J]. 王偉,張靖,王偉偉.  無線電通信技術. 2010(04)
[7]水下無線傳感器網(wǎng)絡的研究進展[J]. 郭忠文,羅漢江,洪鋒,楊猛,倪明選.  計算機研究與發(fā)展. 2010(03)
[8]LED照明與應用[J]. 路秋生.  燈與照明. 2009(04)
[9]水下光學無線通信的海水信道特性研究[J]. 隋美紅,于新生,劉西鋒,周章國.  海洋科學. 2009(06)
[10]水下移動傳感器網(wǎng)絡中的光通訊與測距設計方案[J]. 羅琳峰,王碩.  機器人技術與應用. 2008(02)

碩士論文
[1]水下可見光通信OFDM系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 胡鋒.解放軍信息工程大學 2017
[2]水下無線光通信系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)[D]. 吳健.廈門大學 2014



本文編號：3704127