【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水下、尤其是海洋环境下自适应无线光通信装置和方法,特别是一种基于监测到的后向散射回波信号全波形、预测对端将要接收到的通信光脉冲的宽度和幅度,从而选择合适的调制编码参数和发射参数,在保证通信余量的前提下获取匹配的通信速率,在不增加额外光源平均功率的情况下,通过降低单脉冲能量、提高激光器重频和减小脉冲位置调制时隙宽度,实现在更好的水质条件下同样的传输距离获得更高的通信速率,或者通过降低激光器重频、提高单脉冲能量和增加脉冲位置调制时隙宽度,实现劣化水质条件下的同样传输距离的低速率通信,充分发挥了水下无线光通信系统的潜能并克服了单一参数水下光通信系统可用性差的难题,可以广泛应用于各种水下无线光通信应用场合。
技术介绍
海洋占地球表面积的近70%,随着人类开发与利用海洋的不断深入,水下传感器数据越来越多,如何在海水下实现大洋深处的有效通信和构建一个水下传感互联网络成为一个难题。由于海水的趋肤效应,大海深处难以采用无线通信,而蓝绿激光由于处于海水的低损耗窗口波长,特别适合用于水下无线光通信;脉冲位置调制由于具有高的峰值功率,可以抵消部分脉冲展宽和幅度衰减的影响,采用脉冲位置调制的蓝绿激光通信系统可以实现水下较长距离的信息传输。水下无线光通信系统性能与水质参数密切相关,不同的水质对发射参数有着不同的要求,水质越差,导致的脉冲时间展宽越大,幅度衰减越严重,则可通信的速率越低,可传输距离越短,要求的激光单脉冲能量越强;水质越好,导致的脉冲时间展宽越小,幅度衰减越轻微,则可通信的速率越高,可传输的距离越长,要求的激光单脉冲能量越弱。随着脉冲激光器技术的不断 ...
【技术保护点】
一种水下自适应无线光通信装置,其特征在于,包括光发射终端(1)、光接收终端(2)和主控板(3);所述的光发射终端(1)包括激光驱动电源(11)、激光器(12)和发射扩束光路(13),所述的光接收终端(2)包括小口径接收光路(21)、光电探测器(22)和信号放大电路(23),所述的主控板(3)包括高速数据采集卡(31)、散射系数及衰减系数测量模块(32)、自适应控制模块(33)、编码调制模块(34)和解调译码模块(35),所述的小口径接收光路(21)将接收到的光信号汇聚到焦点处的光电探测器(22)上,该光电探测器(22)的输出端与所述的信号放大电路(23)的输入端相连,该信号放大电路(23)的输出端与所述的高速数据采集卡(31)的输入端相连,该高速数据采集卡(31)的第一输出端与所述的解调译码模块(35)的输入端相连,第二输出端与所述的散射系数及衰减系数测量模块(32)的输入端相连,该散射系数及衰减系数测量模块(32)的输出端与所述的自适应控制模块(33)的输入端相连,该自适应控制模块(33)的第一输出端与激光驱动电源(11)的第一控制端相连,该自适应控制模块(33)的第二输出端与所述的 ...
【技术特征摘要】
1.一种水下自适应无线光通信装置,其特征在于,包括光发射终端(1)、光接收终端(2)和主控板(3);所述的光发射终端(1)包括激光驱动电源(11)、激光器(12)和发射扩束光路(13),所述的光接收终端(2)包括小口径接收光路(21)、光电探测器(22)和信号放大电路(23),所述的主控板(3)包括高速数据采集卡(31)、散射系数及衰减系数测量模块(32)、自适应控制模块(33)、编码调制模块(34)和解调译码模块(35),所述的小口径接收光路(21)将接收到的光信号汇聚到焦点处的光电探测器(22)上,该光电探测器(22)的输出端与所述的信号放大电路(23)的输入端相连,该信号放大电路(23)的输出端与所述的高速数据采集卡(31)的输入端相连,该高速数据采集卡(31)的第一输出端与所述的解调译码模块(35)的输入端相连,第二输出端与所述的散射系数及衰减系数测量模块(32)的输入端相连,该散射系数及衰减系数测量模块(32)的输出端与所述的自适应控制模块(33)的输入端相连,该自适应控制模块(33)的第一输出端与激光驱动电源(11)的第一控制端相连,该自适应控制模块(33)的第二输出端与所述的编码调制模块(34)的输入端相连,该编码调制模块(34)的输出端与激光驱动电源(11)的第二控制端相连,该激光驱动电源(11)的输出端与激光器(12)的输入端相连,沿该激光器(12)的输出光路方向放置所述的发射扩束光路(13)。2.根据权利要求1所述的水下自适应无线光通信装置,其特征在于,所述的激光驱动电源(11)分别通过SMA接口与所述的编码调制模块(34)和自适应控制模块(33)连接。3.根据权利要求1所述的水下自适应无线光通信装置,其特征在于,所述的激光驱动电源(11)采用成熟的脉冲激光器驱动技术,由外部触发信号控制激光出光频率,并由外部模拟信号调节激光单脉冲能量。4.根据权利要求1所述的水下自适应无线光通信装置,其特征在于,所述的激光器(12)为小型化全固态蓝绿激光器,由激光器驱动电源驱动,发射脉冲蓝绿激光,适合水下信息传输。5.根据权利要求1所述的水下自适应无线光通信装置,其特征在于,所述的发射光路和接收光路采用卡塞格林结构,收发同光路,发射激光信号经次镜前端的45度反射镜发射出去,接收信号由主、次镜汇集后送光电探测器检测。...
【专利技术属性】
技术研发人员:周田华,朱小磊,陈卫标,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海;31
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