水下航行器激光通信系统设计研究.docx

水下航行器激光通信系统设计研究

目录

水下航行器激光通信系统设计研究（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2国内外研究现状与发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

水下航行器激光通信系统基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1激光通信原理概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.2水下环境对激光通信的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.3水下航行器的运动学与动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

水下航行器激光通信系统设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.1通信距离与速率要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.2系统可靠性与稳定性要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.3能耗与体积限制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

水下航行器激光通信系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.1激光发射模块设计与选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

4.2接收模块设计与选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.3信号处理与解调电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

4.4电源管理与散热设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

水下航行器激光通信系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

5.1通信协议选择与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

5.2数据压缩与加密算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

5.3系统测试与优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

水下航行器激光通信系统仿真与实验验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

6.1仿真模型构建与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

6.2实验平台搭建与实验过程记录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

6.3实验结果与性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

7.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

7.2存在问题与改进方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

7.3未来发展趋势预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

水下航行器激光通信系统设计研究（2）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

一、内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

研究背景及意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

1.1水下航行器发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

1.2激光通信技术在水下航行器中的应用前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

1.3研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

相关技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

2.1激光通信技术基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

2.2水下通信信道特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

2.3激光通信在水下的应用难点．．．．．．．．．．．．．．．．．．