李斌的開(kāi)題報(bào)告【精選文檔】

1、李斌的開(kāi)題報(bào)告【精選文檔】西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué) 院信息工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)通信0303姓 名李斌學(xué) 號(hào)20035214題 目激光無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目類(lèi)型設(shè)計(jì)型一、選題背景及依據(jù)(簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況，說(shuō)明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn)）（一）國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求1、國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 無(wú)線(xiàn)激光通信是利用激光為信息的載體,大氣作為傳輸介質(zhì)的通信。近幾年來(lái)，由于移動(dòng)通信的需要和微波通信的帶寬限制，光自由空間的通信取得了很大的進(jìn)展。美國(guó)朗訊公司采用1。55m波段的半導(dǎo)體激光器加光纖放大器（EDFA）作為發(fā)射光源，并采用波分復(fù)用結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)10Gbps容量的空間光通信

2、。日本、歐洲等國(guó)家也報(bào)道了幾種空間激光通信裝置。我國(guó)電子科技大學(xué)采用二氧化碳激光器（10.6m波長(zhǎng)，內(nèi)腔式）,實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)雙工四線(xiàn)制三路電話(huà)的大氣通信（技術(shù)成果編號(hào)88210414）；中山大學(xué)激光與光譜學(xué)研究所采用音頻或數(shù)字信號(hào)的調(diào)幅激光制式工作實(shí)現(xiàn)大氣通信傳輸（技術(shù)成果編號(hào)89209283)。但它們都因通信容量低,在通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上，沒(méi)有與其他通信設(shè)備（包括光纖通信、微波通信）的接口，故實(shí)用價(jià)值小.為解決上述問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所報(bào)導(dǎo)了一種無(wú)線(xiàn)激光通信端機(jī)實(shí)現(xiàn)了與其它通信設(shè)施的接口（技術(shù)成果編號(hào)00217069。8），但由于該端機(jī)設(shè)備昂貴，未能得到廣泛應(yīng)用。 2、生產(chǎn)需求狀況電磁

3、波作為無(wú)線(xiàn)通信的信號(hào)載體由來(lái)已久，至今仍廣泛應(yīng)用于短波、微波、毫米波無(wú)線(xiàn)通信。但它們存在致命的缺陷：保密性差、通信容量低、波段資源受限制等.光纖通信以光作為載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)。由于光的頻帶資源十分豐富，故通信容量巨大，已成為現(xiàn)代通信的主體。但光纖通信網(wǎng)絡(luò)包括光端機(jī)、光纜等通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是事先規(guī)劃的、固定的，將會(huì)出現(xiàn)光纜沒(méi)有到達(dá)或光纜不便到達(dá)的地址，無(wú)法進(jìn)行光纖通信。早在二十世紀(jì)70年代,人們就開(kāi)始了激光大氣通信技術(shù)的研究,但由于當(dāng)時(shí)光纖通信較為成功，激光自由空間的通信未能得到充分重視。無(wú)線(xiàn)激光通信與微波技術(shù)相比，它具有調(diào)制速率高、頻帶寬、不占用頻譜資源等特點(diǎn)；與有線(xiàn)和光纖通信相比，它

4、具有機(jī)動(dòng)靈活、對(duì)市政建設(shè)影響較小、運(yùn)行成本低、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。因此，無(wú)線(xiàn)激光通信已成為通信家族中的一個(gè)新的成員,它可應(yīng)用于最后一公里光網(wǎng)絡(luò)接入、移動(dòng)通信的基站互連、數(shù)據(jù)通信專(zhuān)線(xiàn)、電視電話(huà)會(huì)議專(zhuān)線(xiàn)、災(zāi)害應(yīng)急、臨時(shí)擴(kuò)容、光纖線(xiàn)路維修、IP網(wǎng)絡(luò)接入、企事業(yè)單位的內(nèi)部網(wǎng)、需特殊保密的軍事安全部門(mén)和其他不宜使用光纖連接及微波的通信，具有廣闊的市場(chǎng)前景。（二）課題研究的目的、意義1、目的：激光無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音通信系統(tǒng)的研制,目的在于提供一種價(jià)格便宜、攜帶方便、同機(jī)具有激光信號(hào)發(fā)射和接收裝置，且激光接收裝置具自動(dòng)跟蹤激光發(fā)射裝置的雙工通信功能的設(shè)備.該設(shè)備發(fā)射裝置發(fā)出調(diào)制激光信號(hào)不僅可在自由空間傳輸，也能直接利用光

5、纖作為載體傳輸,克服了在天氣惡劣情況下無(wú)法通信的缺陷；該設(shè)備信號(hào)傳輸容量大,可直接與光纖通信、微波通信網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng),并能靈活地適應(yīng)各種場(chǎng)合的使用。2、意義：（1）在不具備接入條件(如：復(fù)雜地形)或帶寬不足時(shí)提供高效的接入方案 （2）解決綜合業(yè)務(wù)接入的“最后一公里”:對(duì)智能小區(qū)的寬帶接入,大企業(yè)Internet的互連,大客戶(hù)的寬帶接入提供一種快速靈活的方案，可提供2622Mbit/s的帶寬。 （3）提供室內(nèi)外、臨近局域網(wǎng)之間的互連互通:當(dāng)兩座樓宇之間的辦公室需要建立一條通信鏈路，其他通信方式不能較好的解決時(shí)，采用無(wú)線(xiàn)激光通信可快速解決. （4）對(duì)于特殊要求的線(xiàn)路進(jìn)行備份以及應(yīng)急臨時(shí)鏈路和意外恢復(fù) 在

6、突發(fā)的自然或人為意外災(zāi)害中，原有通信線(xiàn)路被破壞，難以立即恢復(fù)時(shí),或者在一些特殊地方發(fā)生突發(fā)事件，需要應(yīng)急通信，采用無(wú)線(xiàn)激光通信進(jìn)行快速的部署。另外對(duì)于一些大型的集會(huì)需要快速建立一些臨時(shí)鏈路用于現(xiàn)場(chǎng)通信。(5）本設(shè)計(jì)題目能運(yùn)用到許多我們所學(xué)過(guò)的知識(shí)，方便我們對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，并在學(xué)習(xí)的過(guò)程中獲取更多的新的信息。參考文獻(xiàn)1 王秉鈞，擴(kuò)頻通信，天津：天津大學(xué)出版社，199382張爾揚(yáng)，短波通信技術(shù)，北京:國(guó)防工業(yè)出版社，200223 陳剛，方祖捷,陳高庭,張之霞，34Mbit/s大氣激光通信系統(tǒng),光子學(xué)報(bào),1999，28(Z3）：1281304 張以謨，應(yīng)用光學(xué)，北京工業(yè)出版社，19

7、885 蔡燕民，陳剛，董作人等，155 Mbit/s大氣傳輸光通信系統(tǒng)及其測(cè)試J中國(guó)激光，2000，A27(11）：104010446 蔣麗娟,朱道偉,無(wú)纖光通信技術(shù)及其應(yīng)用C全國(guó)第十次光纖通信暨第十一屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，中國(guó),上海,2001，2762817柯熙政， 席曉莉，無(wú)線(xiàn)激光通信概論，北京：北京郵電大學(xué)出版社8 謝偉良,湯俊雄基于Turbo碼的大氣無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)特性分析J中國(guó)激光,2003,30（9）:8358389 蘇磊,無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)及應(yīng)用J，光通信技術(shù)，2002，26（4）：5010 段明浩，孔建坤等，采用原子濾光器的新型激光信標(biāo)方安研究J，光學(xué)學(xué)報(bào)，1997，7（10）：

8、1363136711Robert Pease，Optical lasercommunications systems carve niche in metro markets,Lightwave，1999,(9）:232712 K。 Wakamori, T。 Hayashi, H. Yamashitaet al.。155Mbps Atmospheric Optical Wireless Network System C . Third Optoelectronics and Communications Conference, Technical Digest,Chiba Japan， 199

9、8。 22422513 P. T。 Ryan, W. H. Lowrey， I. A。 DeLaRueet al。.Scintillation characterization for multiple beams C.SPIE，1999，3763：210217二、主要研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容、研究（設(shè)計(jì)）思想及工作方法或工作流程（一） 研究的主要內(nèi)容1、利用激光為信息載體，大氣為信息傳輸介質(zhì)的通信。實(shí)現(xiàn)在一定的通信距離內(nèi)，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)間的無(wú)線(xiàn)激光語(yǔ)音通信。2、其主要內(nèi)容包括了激光的發(fā)射與接收，信號(hào)的處理等.（1）本設(shè)計(jì)是要完成五十米距離以上的激光語(yǔ)音傳輸與接收。(2）其中有激光發(fā)射器與激光接收器之間的

10、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)，在一定的氣候條件下激光抗干擾的能力。（3）語(yǔ)音信號(hào)的采集與處理，激光發(fā)射器系統(tǒng)與接收器系統(tǒng)的制作等等。3、本課題的發(fā)展部分就是利用激光通信對(duì)數(shù)字信號(hào)的傳輸與接收，其中就包含了許多數(shù)字信號(hào)處理方面的知識(shí)與研究.(二）研究思想激光天線(xiàn)通信系統(tǒng)主要由激光發(fā)射裝置、激光接收裝置和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡三部份組成（如圖A所示）。其工作原理是：發(fā)射端的軸電纜通過(guò)高頻電纜與發(fā)射機(jī)碼型變換器相接;光纖適配器通過(guò)光纖與發(fā)射機(jī)光電轉(zhuǎn)換器相連；碼型變換器與光電轉(zhuǎn)換器均與制式選擇開(kāi)關(guān)相連，然后經(jīng)信號(hào)處理模塊進(jìn)行整形、放大、時(shí)鐘提取等處理，輸入激光驅(qū)動(dòng)器使激光器組件產(chǎn)生調(diào)制的激光光束，通過(guò)激光發(fā)射天線(xiàn)定向向空間發(fā)射。

11、經(jīng)光接收天線(xiàn)收集的調(diào)制激光信號(hào)接進(jìn)探測(cè)器,轉(zhuǎn)換成信號(hào)輸入信號(hào)處理模塊，再接進(jìn)制式選擇開(kāi)關(guān)后分兩路：一路連接激光驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)光纖適配器連接光纖通信線(xiàn)路；另一路則與碼型變換器相接，再接入同軸電纜至電傳輸線(xiàn)路上。對(duì)于本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的語(yǔ)音激光無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)主要由圖B所示的各部分組成。激光器組件激光驅(qū)動(dòng)器光學(xué)系統(tǒng)碼型變換器激光組件光學(xué)系統(tǒng)光發(fā)射天線(xiàn)探測(cè)器信號(hào)處理模塊快激光驅(qū)動(dòng)器制式選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)處理模塊碼型變換器光電轉(zhuǎn)換器制式選擇開(kāi)關(guān)光接收天線(xiàn)同軸電纜接頭光 纖 適配 器同軸電纜接頭光 纖 適配 器（圖A)空間無(wú)線(xiàn)激光通信原理圖電源激光器功率放大器放大器話(huà)筒揚(yáng)聲器發(fā)射器光點(diǎn)接收解調(diào)接受器調(diào)制器（圖B)空間激光通

12、信裝置系統(tǒng)原理圖（二） 工作方法1、 激光器件的選取：空間激光通信波長(zhǎng)選擇主要考慮：盡量避免太陽(yáng)輻射的影響、減小光束發(fā)射角、減小收發(fā)天線(xiàn)的尺寸、光波在大氣中的透過(guò)率以及器件的現(xiàn)實(shí)性或預(yù)期的可行性，包括器件性能價(jià)格比的預(yù)計(jì)。從激光天線(xiàn)通信的角度分析，大氣的透射率是個(gè)重要影響因素。在小于300nm的紫外波段,大氣的透過(guò)率急劇下降。顯然，紫外線(xiàn)光不利于大氣通信?？梢?jiàn)波段的激光,例如二次倍頻YAG激光器，也不利于避免太陽(yáng)光引起的背景輻射噪聲。常用的激光波段有830860nm、9801060nm和15501600nm，都是良好的大氣窗口。2、 光發(fā)射與接受器件：由于光學(xué)天線(xiàn)的功能是將需傳輸?shù)墓庑盘?hào)有效地

13、發(fā)向?qū)Ψ讲?duì)傳來(lái)的信號(hào)光高效接收,因此，光天線(xiàn)的設(shè)計(jì)是在滿(mǎn)足總體設(shè)計(jì)的前提下,保證系統(tǒng)在設(shè)定的通信距離及大氣衰減時(shí)能正常工作,合理選取發(fā)射遠(yuǎn)鏡的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角、接收望遠(yuǎn)鏡的接收視場(chǎng)角及光學(xué)系統(tǒng)的其他參數(shù)。3、 主要電路設(shè)計(jì):(1）電源電路選用了集成穩(wěn)壓器.前置處理電路主要包括前置放大器和功率放大器兩部分。經(jīng)內(nèi)調(diào)制轉(zhuǎn)換的電信號(hào)通常比較微弱，需經(jīng)前置放大電路將前級(jí)電路的輸出電壓放大。故前置處理器質(zhì)量的優(yōu)劣,在很大程序上標(biāo)志著系統(tǒng)整體的音質(zhì)水平。即前置處理器與功率放大器的選擇對(duì)于本系統(tǒng)非常重要。同時(shí)，為獲得較好的效果,減小干擾，在信號(hào)輸入前置放大器之前,設(shè)計(jì)了高通濾波器。（2)調(diào)制電路對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制的方法有若干種,但從光源與調(diào)制器之間的關(guān)系可分：光源的內(nèi)調(diào)制、光源的外調(diào)制。本系統(tǒng)采用了光源的內(nèi)調(diào)制方式。（3）功率放大電路因光電探測(cè)器的電信號(hào)較弱，需經(jīng)功率放大器放大電壓信號(hào),產(chǎn)生足夠的不失真的輸出功率,以推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度安排1月 1日-1月22日，開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě)和開(kāi)題報(bào)告答辯1月22日3月15日，收集資料、確定總體方案。 3月16 日-3月30日，確定研究的具體實(shí)施方案，完成硬件設(shè)計(jì),調(diào)試硬件電路。3月30 日4月10日，完成主要模塊試驗(yàn)