水下无线通信方案

水下无线通信方案水下无线通信方案水下无线通信系统方案Version成都信息工程学院科技处2014320一、几种水下通信方式比较及选择1、在水中传播的各种波中，以纵波(声波)的衰减最小，因而声纳技术和水（1）水声信道传输延时长、传输速率低。水中声波的传播速度约为1500m/s（2）可用带宽有限。水下声学（3）功耗高、体积大。由于其波长相对较长，所以其耗能大，对于水下来说其能源补给很是困难（4）通信（5）安全性差等。水下声信号容易被监听，在军事战争和一些重要机密信息传输中会带来严重的后果。2、采用电磁波进行水下无线通信，由于电磁波是横波，由于水是良导体，3、目前也有采用水下激光通信，原理是采用一种使用波长介于蓝光与绿光（要求发射及接收对准，偏离角不能太大，通信距离也有限（数百米，同时功耗也较大，应用受到限制。4LED综上所述，考虑课题的较高通信波特率（图象传输、小体积、低功耗、水LED进行通信，二者之间主动识别切换（先进行无线LED二、实施方案框图及说明5m，11、系统总体方案：DC/DCcpuLEDDC/DCcpuLED远程接收上位计算机远程接收上位计算机发射电源电路检测及CPU主控无线公频发射光收发射模块无线公频接收光接收模块接收电源手机传输模块CPU主控模块三、系统设计中几个技术问题的设计考虑（1、光通信部分链路框图：LEDCPUPPM是水下光通信的较好选择。（：（要求发射及接收对准，偏离角不能太大，通信距离也有限（数百米，同时功耗也较LED（224V电源进入后采用DC/DC高效开关电源芯片产生所需的各种工作电源(效率在90电流由电容的储能及发射部分电源共同提供，尽可能提高发射时间的输出功率，达到增长通信距离的效果。同时根据项目要求，如果可行的话，在降低功耗方面，设计时水下设备在休眠工作方式及测量传数状态间循环切换。因为测量和发射时间极短，休眠时间长短可设置，以降低平均功耗。（3、传感检测模块设计（指的是所有信号均由水下设备以标准电信号形式提供给定水下通信系统；那么系统设（4、通信数据包处理及备用信号通道问题四、主要技术指标由于资料要求不详细，待课题明确后详细列出。五、备注LED水下光通信实验报告目录一、实验要求 1二、实验原理 1光通信系统的分类 1系统结构图 1光调制器 1光接收机 3无码间干扰的传输系统 3均衡器 4视频传输部分 4三、实验过程 4硬件连接部分 4软件处理部分 4四、实验结果 5参考事项 6一、实验要求1m1（HD720p）1二、实验原理光通信系统的分类光通信系统和发光二极管光通信系统。激光通信系统是使用半导体激光器作为光源；除了半LD光源虽然使用白光，但是会把信号调制在蓝绿光波长的部分。LED光通信系LED种类非常RGB白光发光二极管。蓝白光PN结发出蓝色的光，蓝光激发表面的荧光涂层产生黄光，两种光复合成白光；RGB白光发光二极管是有三中不同频率的发光二极管同时发光，复合成白光。系统结构图系统主要包括以下几个主要组成部分，点发射部分、光调制发射部分、光信道、光接收部分、点接受部分等。光调制器

2-1光通信系统结构根据调制与光源的关系，光调制可以分为直接调制与间接调制两大类[1]。直（此处的光源可以LDLED，从而产生相应的光信号，也有人称直接调制为电源调制。直接调制后的光波电场振幅的平方比例与调制信号[1]，是一种光强度调制的方法。直接调制具有技术简单、经济、容易实现等优点，广泛使用在通信系统中。图2-2LEDLD2-3LD2-2直接数字调制图2-3LD直接调制受温度的影响间接调制是使用晶体电光效应、声光效应、磁光效应等性质，对已有激光进行调制。间接调制是激光产生之后，在激光上加载信息，也称为外调制。间接调制的种类很多，调制方法也多种多样。在表2-1中列出一些常用的调制表2-1常见的光调制方法调制方式调制方式间接调制直接调制调制法电光调制磁光调制声光调制其它电源调制利用的物理效应电光效应磁光效应声光效应电吸收效应等在图2-4,2-5,2-6中，分别展示了电光幅度调制、电光相位调制和磁光调制的系统框图。图2-4LD电光振幅调制图2-5LD电光相位调制图2-6LD磁光调制光接收机光电二极管PN结二极管，外加电场的方PN-雪崩光电二极管（APD）在设计结构上已经考虑到使它能承受高反向偏压，PN结内形成的是一个高电场区。接受光子形成的电子-空-空穴对。反向电流迅速加大，形成雪崩效应。雪崩光电二极管的灵敏度非常高。无码间干扰的传输系统一个具有线性相移和固定时延的传输系统，是可以实现无码间干扰传输的，2-7图2-7无码间干扰系统的幅频响应均衡器t11t1t2t3此外，对于高比特率的传输系统，均衡电路的主要任务是提升高频]由于LED3M，在引入均衡之后10M20M视频传输部分VLC三、实验过程硬件连接部分1.在光发射器和光接收器之间放置实验用的水箱，装入适量清水。2.将发送主机与光发送机通过网线连接，接收主机与光接收机通过网线连接。3.在光接收机端强制重新上电，对发射接收准之后，信号弱指示灯熄灭。软件处理部分1.10M全双工”IP地址，使发送主机和接受主机位于同一子网（比如：发送192.168.0.100192.168.0.101。当发PING命令通信即可。2.VLC224.0.0.0——239.255.255.255，端口号默认是：1234，这里不用更改。3展示出具体过程。3-1选择媒体源3-2选择产出协议3-3填写组播地址3.VLC3-4展示出在接收主机端的操作。图3-4填写网络流媒体的组播地址四、实验结果1展示了光接收器端的场景。图4-1光接收器端光强的变化参考事项[1]顾畹仪，李国瑞.光线通信系统.北