基于网络协议的水下半双工无线光通信研究

基于网络协议的水下半双工无线光通信研究

论文摘要

随着人类对海洋资源的深入探索,人类与海洋之间的通信日益频繁,迫切需要高速水下无线传输技术的支持。水下无线光通信由于具有速率高、体积小,功耗低等突出优点,被认为是解决水下高速数据近距离无线传输的有效手段,近年来引起了广泛的关注。在水下双向无线光通信工程应用中,后向散射的存在会引起双向链路的串扰,极大的制约着通信性能。针对这一问题,本文基于半双工通信模式从时间上隔离后向散射带来的串扰问题,设计光通信系统并验证了方案的可行性。本文主要工作和创新点包括以下三个方面:(1)基于蓝光LED和大面积PMT,设计并研制了水下半双工无线光通信硬件组件,该硬件可支持20Mbps的链路速率;(2)基于网络协议,设计了半双工通信中的数据传输逻辑,解决了半双工模式的软件实现和通信过程中的时钟同步问题;(3)搭建并完成了系统的联调测试,分别完成了地面测试实验以及水下测试实验,实现了最高20Mbps的链路传输速率,水中传输距离18m,验证了系统方案的可行性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 水下无线光通信的国内外研究现状
  •   1.3 本文的主要研究内容
  • 第2章 水下无线光通信的系统组成及实现
  •   2.1 水下无线光通信的系统工作组成
  •   2.2 光发射机的设计与实现
  •     2.2.1 通信光源的选择
  •     2.2.2 调制方式的选择
  •     2.2.3 光驱动器的设计
  •   2.3 光接收机的设计与实现
  •     2.3.1 光电探测器的选择
  •     2.3.2 信号处理
  •   2.4 控制模块的设计及实现
  •   2.5 本章小结
  • 第3章 基于网络协议的半双工数据通信设计
  •   3.1 FPGA简介
  •   3.2 FPGA开发流程
  •   3.3 基于网络协议的数据通信设计
  •     3.3.1 TCP/IP网络协议
  •     3.3.2 数据传输的逻辑设计
  •   3.4 本章小结
  • 第4章 系统测试
  •   4.1 地面测试
  •   4.2 水下测试
  •     4.2.1 测试过程
  •     4.2.2 测试结果
  •   4.3 本章小结
  • 第5章 总结与展望
  • 参考文献
  • 附录缩略词
  • 致谢
  • 攻读学位期间研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 韩毅

    导师: 万仁刚,谢小平

    关键词: 无线光通信,半双工

    来源: 陕西师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 海洋学,电信技术

    单位: 陕西师范大学

    分类号: TN929.1;P756.6

    总页数: 67

    文件大小: 6055K

    下载量: 39

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