基于ppm調(diào)制的水下無線光通信系統(tǒng)仿真與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告ppt

1、基于PPM調(diào)制的水下無線光通信系統(tǒng)仿真與實(shí)現(xiàn),姓 名： 歐澤世 專業(yè)班級(jí)： 信息工程133班 指導(dǎo)教師： 王景景,開題報(bào)告,,,,,3.設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方案,2.主要研究的內(nèi)容,1.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)況,1.選題立意,5.參考文獻(xiàn),4.畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃安排,選題立意,當(dāng)前，隨著海軍潛艇、無人潛航器以及傳感器等裝備的高速發(fā)展，如何在水下進(jìn)行實(shí)時(shí)、高速、穩(wěn)定

2、的數(shù)據(jù)傳輸成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。傳統(tǒng)的水聲通信雖然具有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸可靠性高等優(yōu)勢(shì)，卻存在傳輸速率低、系統(tǒng)體積大、帶寬小、傳輸延遲長(zhǎng)、功耗大等缺點(diǎn)，即使在近距離范圍內(nèi)也很難實(shí)現(xiàn)Mbps的傳輸速率；最常用的電磁波通信，在海水中衰減嚴(yán)重，很難滿足遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。因此，研究和發(fā)展高速、穩(wěn)定的水下傳輸方法已成當(dāng)前海洋信息探測(cè)與傳輸領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。,選題立意,水下可見光通信相比水聲通信具有帶寬高、速率快、時(shí)延小、功耗低等優(yōu)勢(shì)。主要原因有以下

3、三個(gè)方面：一，光的頻率高，可承載的大量的數(shù)據(jù)傳輸；二，光的方向性強(qiáng)，若被阻擋會(huì)導(dǎo)致光信號(hào)傳輸中斷，若接收端收不到數(shù)據(jù)可斷定數(shù)據(jù)傳輸受阻，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?；三，光的波長(zhǎng)短，對(duì)發(fā)送和接收模塊的設(shè)計(jì)要求小，可節(jié)省成本。因而，水下光通信對(duì)未來海洋通信領(lǐng)域具有非常寬廣的應(yīng)用前景，受到更多國(guó)家以及科研人員的重視。,國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,1939年英國(guó)人A.H.里夫斯提出脈碼調(diào)制原理。Pierce J.R最早提出脈沖位置調(diào)制，并且再空間光通信中得到應(yīng)

4、用。其中ppm（脈沖位置調(diào)制）在二戰(zhàn)中已經(jīng)開始使用。 英國(guó)設(shè)菲爾德大學(xué)對(duì)應(yīng)用于激光通信的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行深入分析，重點(diǎn)研究PPM調(diào)制，并實(shí)現(xiàn)其硬件電路。我國(guó)在這方面的研究起步比較晚，在2000年桂林電子工業(yè)學(xué)院的光通信系統(tǒng)試驗(yàn)中，對(duì)飛機(jī)與水下潛艇采用了PPM調(diào)制實(shí)現(xiàn)通信，PPM研究有了進(jìn)一步發(fā)展。,設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)內(nèi)容 本課題使用激光二極管模塊為光源，通過Quartus軟件仿真來設(shè)計(jì)相應(yīng)電路，實(shí)現(xiàn)了光通信系統(tǒng)的發(fā)送與

5、接收。其中硬件的搭建運(yùn)用FPGA芯片進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，編寫相應(yīng)的程序完成ppm調(diào)制的實(shí)現(xiàn)，通過藍(lán)色激光二極管進(jìn)行傳輸。,2.設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)思路采用激光LED發(fā)射器使用驅(qū)動(dòng)電路采用場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）漏極接LED負(fù)載的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，ppm調(diào)制運(yùn)用目前流行的Verilog語言進(jìn)行相應(yīng)模塊設(shè)計(jì),寫入FPGA中進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，Quartus軟件仿真。最后完成成品的電路搭建與調(diào)試。,研究方法 與設(shè)計(jì)方案,研究方法：模塊化的設(shè)計(jì)方

6、法設(shè)計(jì)方案：PPM調(diào)制主要由串并轉(zhuǎn)換、4分頻器、8分頻器、計(jì)數(shù)器、比較器、脈沖成形器、延時(shí)器等組合而成，而PPM解調(diào)部分只需要將調(diào)制部分調(diào)換即可包括4分頻器、8分頻器、窄脈沖恢復(fù)、脈沖定位、脈沖整形、并串轉(zhuǎn)換、延時(shí)器。最后將調(diào)制模塊和解調(diào)模塊聯(lián)合仿真設(shè)計(jì)，綜合調(diào)制模塊和解調(diào)模塊的頂層設(shè)計(jì)。將整合的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試仿真。,畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排,參考文獻(xiàn),[1] 潘松等、EDA技術(shù)實(shí)用教程-Verilog HDL（第五版）.北京 :科技出版社

7、、2013[2] 任愛鋒等.基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004[3] 鄧鋼等.通信電子電路.北京：電子工業(yè)出版社，2005[4] 樊昌信，曹麗娜.通信原理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007[5] GHASSEMLOOY Z, HAYES A R, SEED N L. Digital pulse interval modulation for optical communications [J

8、]. IEEE Communications Maga-zine, 1998, 36(12): 95-99.[6] FU X, CHEN G, TANG T. Research and simulation of PPM modulation and demodulation system on spatial wireless optical communication [C]. Symposium on Photonics and