發(fā)布時(shí)間：2024-05-28 03:13

　　隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展以及海洋探測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用,水下無(wú)線通信技術(shù)得到巨大關(guān)注。目前水下無(wú)線通信主要可以分成三大類(lèi):水聲通信、射頻通信及光通信。水聲通信信號(hào)衰減小、傳輸距離遠(yuǎn),但是傳輸速率太低;射頻通信傳輸速率較高,但衰減較大,傳輸距離過(guò)近;而水下光學(xué)通信具有較大的帶寬和更高的傳輸速率,特別是水下激光通信具有安全性好、傳輸速率高、通信容量大、傳輸距離較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)成為水下無(wú)線光通信領(lǐng)域的重要研究方向。由于高速激光通信中的光源出射光斑和發(fā)散角都很小,經(jīng)過(guò)一定距離傳輸后,接收端的光斑仍然較小。而且高速接收機(jī)的光電檢測(cè)器探測(cè)面比接收到的光斑小,因此接收機(jī)與光斑中心很難處于精細(xì)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài),導(dǎo)致難以建立穩(wěn)定的水下光通信鏈路。本文針對(duì)水下光通信對(duì)準(zhǔn)這一問(wèn)題進(jìn)行了研究。首先,采用蒙特卡洛仿真統(tǒng)計(jì)法分析激光光子在海水中傳輸?shù)慕邮展鈴?qiáng)分布規(guī)律,得到不同傳輸距離下接收光強(qiáng)與光子接收位置的關(guān)系。利用高斯函數(shù)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行擬合分析,研究了水下無(wú)線光通信系統(tǒng)接收機(jī)相對(duì)于光斑不同位置的接收功率分布規(guī)律,建立接收機(jī)接收光強(qiáng)與接收機(jī)位置的數(shù)學(xué)模型。然后,在現(xiàn)有的激光傳輸模型的基礎(chǔ)上,考慮接收機(jī)位置的影響,得到含有接收機(jī)...

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水下無(wú)線光通信研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水下無(wú)線光通信對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
        1.3.1 課題主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 課題的組織結(jié)構(gòu)安排
第2章 海水信道光學(xué)特性與無(wú)線激光傳輸理論分析
    2.1 海水的光學(xué)特性
        2.1.1 海水信道的光學(xué)吸收特性
        2.1.2 海水信道的光學(xué)散射特性
        2.1.3 海水信道的光學(xué)衰減特性
    2.2 海水信道無(wú)線激光傳輸理論模型分析
        2.2.1 海水信道模型
        2.2.2 水下光信號(hào)的幾何衰減模型
        2.2.3 基于光束擴(kuò)展的海水信道激光傳輸衰減模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 水下無(wú)線激光傳輸?shù)拿商乜�洛仿真與UOWC對(duì)準(zhǔn)模型的建立
    3.1 水下無(wú)線光通信系統(tǒng)模型
    3.2 水下高斯光束遠(yuǎn)場(chǎng)光強(qiáng)分布的蒙特卡洛仿真
        3.2.1 高斯光束理論
        3.2.2 蒙特卡洛方法概述
        3.2.3 蒙特卡洛數(shù)值仿真流程
        3.2.4 蒙特卡洛仿真結(jié)果
        3.2.5 仿真結(jié)果分析
    3.3 建立UOWC對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)接收光強(qiáng)空間分布模型
        3.3.1 UOWC對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)
        3.3.2 基于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的接收光強(qiáng)空間分布模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 水下激光通信對(duì)準(zhǔn)算法研究
    4.1 系統(tǒng)模型與問(wèn)題描述
        4.1.1 狀態(tài)空間模型
        4.1.2 測(cè)量模型
    4.2 對(duì)準(zhǔn)算法研究
        4.2.1 基于一維搜索算法的對(duì)準(zhǔn)控制
        4.2.2 基于EKF的估計(jì)和對(duì)準(zhǔn)算法
    4.3 算法仿真與結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 水下激光接收光強(qiáng)分布及自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)控制實(shí)驗(yàn)
    5.1 水下激光接收光強(qiáng)分布檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.2 對(duì)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與系統(tǒng)驗(yàn)證
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    5.3 基于EKF的對(duì)準(zhǔn)仿真實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3983411