无线激光通信系统的设计,摘要无线激光通信比起传统无线电通信有许多优势，尤其在高数据速率。 高速度无线激光通信采用光脉冲位置调制。 由敏感光检测器，脉冲前置放大器，微处理器和接受数据终端组成。光电检测器执行接受光信号与把它转换成电信号功能。在此采用硅雪崩光电二极管光电检测器提高光灵敏度。然后前置放大器将放大模拟信号，并通过适当触发电平转换成脉冲序列。这些脉冲依次被捕捉器采集，它们计时值被高速定时器记录。在解调器中，高性能微处理器对于调制器是相同，也被用来采集脉冲与数据解调。最后，数据被发送到接受终端，它可以是个液晶显示屏幕或台计算机软件窗口。因此，调制数据可以从调制激光脉冲位置提取，并最后实现个成功通信。通信系统根据上述调制器与解调器设计描述，建立个实际实验无线激光通信系统。通信系统框图如图所示。图采用激光通信系统框图显然，该实验系统由激光二极管发射子系统与雪崩光电二极管接受子系统。每个实际通信子系统如图所示。本科毕业论文外文翻译发射子系统接受子系统图采用调制脉冲时间序列组成。这个通信脉冲由同步脉冲与数据脉冲组成。同步脉冲用来表示通信开始，实现在同时间内时间同步与校准功能。数据脉冲用来传输调制信息。图所示出脉冲发送时间序列。这些脉冲由电路产生，通过调制激光转换为光脉冲。解调系统通过光电检测器接收这些光脉冲，得到调制数据。为了实现激光通信，调制器与解调器必须首先设计。图通信脉冲时间序列本科毕业论文外文翻译调制器与解调器是脉冲被放置在对应时隙该帧位置上个过程。所以核心技术是产生与确定时间调制脉冲位置。事实上，这个位置是由个高速可控定时器产生与确定时隙。现今有许多单芯片高速处理器集成强大定时器。他们能实现微小时隙识别。在这定时器基础上，我们发展了我们调制器与解调器。调制器由电路组成，实现脉冲位置调制与输出发送数据。图调制器方案所传送数据起初由个发送数据终端产生，它可以是台打字机或计算机。数据将通过必要通信接口被加载到个高速微处理器存储器内。如或通信端口。在调制器，微处理器是必不可少组成部分，它不仅能执行将数据转换成适当脉冲位置功能，而且能凭借其强大定时器产生相应脉冲。当定时器计数到定值时，对应于发送数据，微处理器可以产生个脉冲宽度调制信号。通过专门到转换，产生稳定宽电子脉冲，它位置被传送数据调制。当这些脉冲通过调制接口被装载到激光时，激光器会辐射调制光脉冲。由于它们之间唯区别在脉冲宽度，它们具有相同周期和脉冲位置，所以脉冲能通过专门到转换产生。个触发多谐振荡器能实现转换。基本脉冲时间，即在图所示槽宽度，可通过外部电阻与电容值选择来编程。在同时间内，强大定时器很容易产生脉冲。对于微控制器，定时器有几个比较输出单元。当计时器达到和值时，输出信号是否改变取决于输出模式。当以装载二进制数据改变，相应脉冲将产生。除了有输出功能，应选择微处理器根据以下要求，高速定时器和高稳定时钟。高速定时器能在个固定脉冲周期中确保时间间隔越短，从而能有更多时隙。因此，由个脉冲发送数据位可以根据增加，而且可以实现更高数据速率对于通信。为了避免时隙重叠不利影响，在上述范围内高稳定时钟也是不可缺少。采用高稳定性晶体振荡器可以实现，如温度控制晶体振荡器和恒温晶体振荡器。解调器由电路组成，提取光信号所传送数据。解调器方案如图所示。本科毕业论文外文翻译图解调器方案与调制器相似，它主要部分由敏感光检测器，脉冲前置放大器，微处理器和接受数据终端组成。光电检测器执行接受光信号与把它转换成电信号功能。在此采用硅雪崩光电二极管光电检测器提高光灵敏度。然后前置放大器将放大模拟信号，并通过适当触发电平转换成脉冲序列。这些脉冲依次被捕捉器采集，它们计时值被高速定时器记录。在解调器中，高性能微处理器对于调制器是相同，也被用来采集脉冲与数据解调。最后，数据被发送到接受终端，它可以是个液晶显示屏幕或台计算机软件窗口。因此，调制数据可以从调制激光脉冲位置提取，并最后实现个成功通信。通信系统根据上述调制器与解调器设计描述，建立个实际实验无线激光通信系统。通信系统框图如图所示。图采用激光通信系统框图显然，该实验系统由激光二极管发射子系统与雪崩光电二极管接受子系统。每个实际通信子系统如图所示。本科毕业论文外文翻译发射子系统接受子系统图采用调制，所以通信数据速率能相对高，甚至达比特每秒。例如，激光重复频率为，定时器频率为，就可以实现信息速率高达兆比特每秒。此外，当施加适当触发阈值时，该系统具有个合理低率为。因此我们建立采用调制无线激光通信系统能实现高速通信。本科毕业论文外文翻译结论无线激光通信比起传统无线电通信具有许多优势，尤其在抗干扰能力上更强，数据速率更快。在此情况下，我们开发了个实验性无线激光通信系统，本文采用光脉冲位置调制。调制方式原理分析，充分描述了对应帧格式。然后调制器与解调器详细设计被分开呈现，并描述了发送系统与接收系统实际实现。结果表明，整个通信系统是紧凑，高效，可靠与廉价。它已经实现了高速通信比特每秒和个合理低率。对于在水下空间等其它光通信，这个调制系统进步研究能提供有利参考。参考文献,,,,,,,,,,,,,,脉冲时间序列组成。这个通信脉冲由同步脉冲与数据脉冲组成。同步脉冲用来表示通信开始，实现在同时间内时间同步与校准功能。数据脉冲用来传输调制信息。图所示出脉冲发送时间序列。这些脉冲由电路产生，通过调制激光转换为光脉冲。解调系统通过光电检测器接收这些光脉冲，得到调制数据。为了实现激光通信，调制器与解调器必须首先设计。图通信脉冲时间序列本科毕业论文外文翻译调制器与解调器是脉冲被放置在对应时隙该帧位置上个过程。所以核心技术是产生与确定时间调制脉冲位置。事实上，这个位置是由个高速可控定时器产生与确定时隙。现今有许多单芯片高速处理器集成强大定时器。他们能实现微小时隙识别。在这定时器基础上，我们发展了我们调制器与解调器。调制器由电路组成，实现脉冲位置调制与输出发送数据。图调制器方案所传送数据起初由个发送数据终端产生，它可以是台打字机或计算机中文字毕业设计论文外文文献翻译毕业设计论文题目基于单片机激光通信仪翻译题目根据技术无线激光通信系统设计学院理学院专业光信息科学与技术姓名班级学号指导教师本科毕业论文外文翻译出处,,根据技术无线激光通信系统设计,摘要无线激光通信比起传统无线电通信有许多优势，尤其在高数据速率。高速度无线激光通信采用光脉冲位置调制。分析调制方法原理，并给出相应帧格式。然后分开描述调制与解调详细设计，最后实现实际发送与接收系统。整个通信系统是紧凑，高效，可靠，廉价。它实现了个高速率达兆位每秒通信，且有个合理低率。引言无线激光通信在快速普及，作为种高效传送数据方式在高速率范围内。这个系统包括个激光发射器和个接收器，以及在定距离内被分离控制和驱动电流。激光束携带信息通过大气从发射器传输到接收器。这个系统给抗干扰，轻重量，紧凑设备提供了许多优势，如快速部署，宽带宽，安全通信环节。这些优势吸引着民间与国防部门用户。数据速度需求从数百比特每秒到数万比特每秒。学习和发展无线激光通信技术是很重要，不管是在理论还是在实际上应用中。激光通信对于不同种类应用已经有了很多研究。在此环境下，我们发展实验性无线激光通信系统，采用光脉冲位置调制。而且详细地描述了传输系统和接收系统具体设计和实际实现。调制研究显示，在背景噪声下光通信元光脉冲位置调制是种接近最佳编码，而且它也显得是在光散射信道中最好方法。通信有具体优势，低功耗设备，高效率，高数据速率。在这部分，我们将综述这个强大编码技术，展示如何在传输调制数据中利用它。典型同步信号，如图。在个基础时间周期被叫做脉冲间隔中，个确定了其中个间隙宽度秒激光脉冲留驻。对于这个讨论，我们将忽略个以上脉冲重叠时隙，即脉冲展宽光散射信道现在假定是最小。在帧时间中，脉冲间隔与之差被叫做静时间，表示为。在大多数情况下，不定是个整数。这后者时间通常与激光器所需充电时间相联系，或者是为了些其他这样系统考虑。它是激光器发送两个相邻脉冲最小时间间隔。值确定是每个脉冲传输比特数。特别等于，其中是每个脉冲发送比特数，等于。在此，我们能得到独激光脉冲位置与调制二进制数据映射关系。这个调制本质上是种相位调制。本科毕业论文外文翻译图典型信号形式如图所示，由于用个脉冲每信息时隙，所以它占空比为。换言之，信号有个平均重复频率为∕。在同时间，有个平均峰功率比为。即使激光脉冲能量保持巨大，平均功耗也可以相对较低，只要足够大时。所以调制可以很大程度上减少功耗，很好地适用于无线光传输。对于个元信号，每个脉冲数据位可以是。因此通信有个平均数据速率等于∕为了提高数据传输速率，可以增加信息时隙，或尽可能减少静时间。静时间主要由激光类型确定。例如，个固态激光最小时间间隙有约，但个半导体二极管激光有短得多时间间隙，以至于相对信息间隙它可以被忽略不计。信息每个脉冲将携带进制数据，因而被称为个数据帧。数据帧时间与静时间构成个脉冲周期。般来说，整个激光通信是由许多脉冲周期，与图所示典型脉冲时间序列组成。这个通信脉冲由同步脉冲与数据脉冲组成。同步脉冲用来表示通信开始，实现在同时间内时间同步与校准功能。数据脉冲用来传输调制信息。图所示出脉冲发送时间序列。这些脉冲由电路产生，通过调制激光转换为光脉冲。解调系统通过光电检测器接收这些光脉冲，得到调制数据。为了实现激光通信，调制器与解调器必须首先设计。图通信脉冲时间序列本科毕业论文外文翻译调制器与解调器是脉冲被放置在对应时隙该帧位置上个过程。所以核心技术是产生与确定时间调制脉冲位置。事实上，