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《重庆大学》 2015年
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基于声光调制的激光无线通信关键技术研究

徐山河  
【摘要】:无线通信是指进行信息交互的双方,能够通过无线技术进行文字、语音或其他数据的传输。以激光为信息载体的无线通信即为无线激光通信,因其频带宽、抗电磁干扰强、无需频率申请等优势越来越受到国内外研究学者青睐。本文所研究的主要内容即为激光无线通信,基于激光器、声光调制器、光电倍增管、可编程逻辑器件等硬件,设计并搭建了一套完整的激光无线通信系统,在此系统的结构变换下分别实现了激光的单工通信、逆向调制通信、和双工通信。本文对激光传输原理、传输模型、工作方式进行阐述分析,同时重点对激光通信的调制方法进行了原理分析,最终采用637 nm半导体激光器作为通信光源,使用可视通信模型,选用声光布拉格衍射强度外调制方法进行调制,实现激光通信平台的搭建和实验。为了保证通信系统的顺利搭建和运行,首先对关键器件进行检测。本文对激光器的内外调制、声光调制器的调控方法以及简易通信系统分别进行了测试,测试结果表明激光器可接受频率低于30 k Hz的内调制,低于5 MHz的外调制;而声光调制器则能使用三种调控方式实现声光强度调制,分析对比选择了从调制端输入TTL电平信号的方法实现数字调制。单工通信方式应用广泛,搭建简单,本文最初搭建完整的单工通信系统,以2FSK调制方式,实现了基于声光外调制的无线激光串口通信实验,可无误码传送大量数字、字符,通信速率达115.2 kbit/s,实验最高载波为0.7 MHz。为了扩展FSO的应用领域,本文基于单工系统加以逆向光链路,搭建了逆向调制光通信系统。利用FPGA发出TTL电平对AOM进行控制,采用2FSK与2PWM调制相结合的四进制调制方法,同时使用CRC置换、改进的Hamming码等加密纠错方式,实现了室内逆向调制激光通信。实验表明,该系统的通信速率达230.4kbit/s,高频载波达1 MHz,且保密性良好,误码率低于10-6。在逆向系统上进行硬件改进,可进行双向通信,实现有指令的信息反馈。使用激光内外调制相结合的调制方法,选用不同的往返调制方式,最终搭建了下行速率最高达30 kb/s,上行速率不超过3 Mb/s的单光源双工通信系统。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN929.1

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