【摘 要】
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随着海洋开发的深入,对水下通信技术的要求也越来越高。因此研究低成本、高性能的水下蓝绿光通信设备具有重要意义。本文在分析信道的传播损耗,仿真水下光通信链路模型的基础上完成水下蓝绿光通信系统设计,主要工作如下:（1）发射端的设计:设计的激光驱动电路实现了蓝绿激光器的高速高功率调制。通过热敏电阻和半导体制冷器设计温度控制电路避免发射端温度过高,最终发射机绿色和蓝色激光器输出光功率分别为62m W和68m
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随着海洋开发的深入,对水下通信技术的要求也越来越高。因此研究低成本、高性能的水下蓝绿光通信设备具有重要意义。本文在分析信道的传播损耗,仿真水下光通信链路模型的基础上完成水下蓝绿光通信系统设计,主要工作如下:（1）发射端的设计:设计的激光驱动电路实现了蓝绿激光器的高速高功率调制。通过热敏电阻和半导体制冷器设计温度控制电路避免发射端温度过高,最终发射机绿色和蓝色激光器输出光功率分别为62m W和68m W;（2）接收端的设计:通过大感光面雪崩光电二极管（Avalanche Photodiode,APD）降低光学聚焦的严苛度,增加了系统的鲁棒性。设计基于APD和跨组放大器（Transimpedance Amplifier,TIA）的光电转换电路,通过后级放大提高电路的放大增益。利用具有温度补偿的负偏压电路保证了APD的输出增益稳定性。系统接收机的灵敏度高达-36d Bm;（3）系统实现与实验:完成一套以FPGA作为数据处理平台全双工通信系统设计,先后在暗箱、室内和水下三种环境中进行了测试,系统双波段器件均实现了水下距离30米以上、速率为50Mbps稳定的全双工通信。实验表明,本文的水下蓝绿光系统发射机具有高速、高功率的特点,接收机的灵敏度高、带宽高,系统可实现水下中远距离的通信,系统的有效通信距离由实际场景中水质参数决定,在有效通信距离范围内可实现速率为50Mbps、误码率低于10-13全双工通信,达到系统通信距离极限时,误码率随距离的增加会极速上升。
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