激光无线通信光发射与接收电路的设计解析.pdf

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1、第卷第期年月 孝感学院学报 激光无线通信光发射与接收电路的设计 鲁德初，吕 昊，吴迪 （孝感学院物理与电子信息工程学院，湖北孝感） 摘要：提出了一种为半导体激光器的调制驱动电路，能够在大气激光通讯中稳 定工作。还研究了大气信道的特点，并讨论了大气信道对信号的吸收、散射和湍流 影响，给出了衰减的因子。结合信道编码定理，讨论了适于在大气中传输的码型， 特别是码，得出了适合大气信道的编码码长和码率的选择依据。 关键词：无线激光通信；大气信道；码型分析中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （） 激光无线通信又称为自由空间光通信（），它以大气作为传输介质进行 通讯 也，与传统的通信方式相比，有着许多优

2、势，如传输速率高，光束方向性 好，保密性高，不需无线电频率使用许可，不影响市政建设，成本低，结构轻巧， 通信频带宽，尤其是激光特性中具有高度的定向性，发射波束纤细，在短时间内能 够传输大量数据，通信时间短，具有高度的保密性和抗干扰性，能有效地防止窃听 和侦测“。 激光器的直接调制电路 图是数字式直接调制电路图，图中晶体管和为发射极耦合对， 组成非饱和电流选择开关。当：基极电位高于基极电位时，导 通，恒流源的驱动电流。全部流过：，故流过的电流为零；反之，当 基极电位低于基极电位时，导通，所有驱动电流都通过。电 流开关的转换过程由输人数字信号转换成电平来控制，电平为“ ” 码 时，输出为一，为“

3、” 码时，输出为，经过和电平 移动后加到基极，而基极电平固定在一，它由温度补偿的参 考电平经。和电平移动得到。一是“ ” 码和“ ” 码电平的中间值。 选择适当的输入电压，使晶体管不驱动到饱和状态，就能起到快速开关作用， 同时恒流源可使开关噪声很小。调制发射电路 图是调制驱动电路图，主要由公司的的 芯片和内部带有监视二极管的激光器构成。内部的主偏置 电源提供温度补偿偏置和参考电压输出和，通过电阻 、和对内部的高速调制驱动电路、激光器和监视二极管进 行编程。的输出电流都被内部的镜像电流 随着、一等接口技术的推广及 其卓越的使用性能，越来越多的电脑外设都逐渐配备了此类接口，若将此类接 口技术应用于

4、无线激光通信上，则是计算机利用自身接口以激光为传输载体，以大 气为传输媒介的通信方式曲，无需搭设新的网络即可通信，即插即用，安装 简捷。无线激光通信的研制在军用和民用上都具有十分重要的意义归。本 文针对光纤通信系统的数字式的光发射机和光接收机电路部分进行设计。 调制发射电路设计 光发射电路实现电光转换功能，它由光源、驱动器和调制器组成，将来自于 电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信 号通过外围设备发送出去。调制发射电路组成见图。 收稿日期： 作者简介：鲁德初（一），男，湖北孝感人，孝感学院物理与电子信 息工程学院实验师。 一 万方数据 激光无线通信光发射与接

5、收电路的设计 图调制发射电路组成框图 图数字式直接调制电路图 图调制驱动电路 激光器，保证输出稳定的光功率。输人的差分信号、由内部的高 速输人缓冲和共射极差分输出组成的调制器调制，调制电流的大小由确定的 电流。决定。选择的大小，使激光器有适当的调制电流，输出足够的光 功率，并具有良好的消光比，同时应使、一端的电压在以 上，以防激光器饱和。 一 万 方数据源控制，这些镜像电流源都有的结温漂移，参考电压设置在 时，结温漂移可以被抵消。选择电阻以调节激光器静态偏置电流 ，使略小于激光器的阈值电流，以使激光器的输出具有良好的消光比。 内部的监视二极管将光强变化转换为电流。，经内部变换产生反馈电流 ，通

6、过公式（），将激光器的光强变化转换成偏置电流 的一部分，反馈作用于 鲁德初，吕昊，吴迪 接收解调电路设计 光接收机的任务是以最小的附加噪声及失真恢复出光载波所携带的信息，因此 光接收机的输出特性综合反映了整个光纤通信系统的性能。 转换成电压信号后，由前置放大器加以放大。但前置放大器在将信号进行放大 的同时，也会引入放大器本身电阻的热噪声和晶体管的散弹噪声。另外，后面的主 放大器在放大前置放大器的输出信号时，也会将前置放大器产生的噪声一起放大。 前置放大器的性能优劣对接收机的灵敏度有十分重要的影响。为此，前置放大器必 须是低噪声、宽频带放大器。 接收解调电路的设计原理 图是接收解调电路的组成框图

7、，经光电检 测器检测而得到的微弱信号电流，流经负载电阻 圈接收解调电路的组成框图 主放大器（见图）主要用来提供高的增益，将前置放大器的输出信号放大到 适合于判决电路所需的电平。前置放大器的输出信号电平一般为量级，而主放 大器的输出信号一般为 光电检测器的响应度以及检测器和放大器的噪声。接收解调电路 图是接收解调电路图，由和配以必要的外围 器件组成。的低噪声芯片组成前置放大器，其内部包 含一个跨阻前置放大器和一个带射极跟随输出的倒相放大器，并集成了 的跨阻，可将接收的微弱光电流转换成差分输出电压。：的 组成后级放大调理电路，其内部有个限幅放大器组成的串行功率检测 器，每个限幅放大器都有一个全波对

8、数检测器，用来检测输入信号功率的大小。 个检测结果在，端加在 （彤峰值）。均衡器的作用是对主放大器输出的 失真的数字脉冲信号进行整形，使之成为最有利于判决，码间干扰最小的升余 弦波形。均衡器的输出信号通常分为两路，一路经峰值检波电路变 换成与输入信号的峰值成比例的直流信号，送人 自动增益控制电路，用来控制主放大器的增益；另一路送人判决再生电路，将 均衡器输出的升余弦信号恢复为“ ” 或“ ” 的数字信号。图为无源 堡 图接收机前端原理图 埘叭骱姗舭 的电平信号；当输入信号幅值小于 时，数据输出端 输出高电平，一输出低电平，所有的限幅放大器拒绝接收输入信号，并且后 级放大器输出无光告警信号。 一

9、一一一一一一一一一 桃渊眦删贼洞瞅同眠卫输：瀚一一一一一硒成撕稳 阈定 结论 无线激光传输中调制编码部分主要包括收发 图无源均衡器原理图 定时提取电路用来恢复采样所需的时钟。衡量接收机性能的主要指标是接收灵 敏度，在接收机的理论中，中心的问题是如何降低输入端的噪声，提高接收灵敏 度。光接收机灵敏度主要取决于一一 模块、大气信道的吸收、散射、湍流效应对信号的衰减作用，适合通信的编码 方式选择，得出了最佳码率的选择，实现了无线激光通信的外场可靠传输和码型的 选择。对光接收和发送部分进行了电 万方数据 激光无线通信光发射与接收电路的设计 路设计，提出并设计电路模块，初步解决了功率、温度和自动控制问题

10、。 另外，本系统是用于大气无线光通信中的，实际通信中距离远，工作条件千变 万化，因此实际应 用中肯定会碰到很多问题，需要根据具体的实际情况来解决。激光无线通信技 术必将在诸如无线局域网、保密通信、快速通信链路建立等领域有更好的应用前 景。 图接收解调电路图 参考文献 江剑平半导体激光器北京：电子工业出版社， 张文涛自由空间光通信技术及国内外发展状况量子电子学 报，（） 赵绍刚，肖征荣城市光无线通信网络中的问题及 ， ； 其解决方案电信科学，（） 白杉，陈娅冰，赵尚弘透视自由空间光通信的基本技术当代通信， （） 黄海波，艾勇，刘磊，等基于以太网的光无线通信 ， ： ，： 系统的设计与实现电子技术

11、应用，（），王新梅，肖国 镇纠错码 原理与方法西 安：西安电子科技大学出版社， 丁么明光纤通信新技术武汉：湖北科学技 术出版社。 ， ， （ ， ， ，） ： ， ， ， ， ， ， ? ：； ； （责任编辑：邹礼平） 万 方数据 一 激光无线通信光发射与接收电路的设计 作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次数： 鲁德初， 吕昊， 吴迪， Lu Dechu， Lv Hao， Wu Di 孝感学院 ,物理与电子信 息工程学院 ,湖北,孝感,432000孝感学院学报 JOURNAL OF XIAOGAN UNIVERSITY2007，27(30 次 参考文献 (9 条 1. Weic

12、hel H Laser beam propagation in the atmosphere 1990 2. Carbonneau T H. Wisely D R Opportunities and challenges for optical wireless; the competitiveadvantage of free space telecommunications links in todays crowded marketplace 19973. 丁么明 光纤通信新技术 20014. 江剑平 半导体激光器 2000 5. 张文涛 自由空间光通信技术及国内外发展状况期刊论文 -量

13、子电子学报 2003(036. 赵绍刚 . 肖征荣 城市光无线通信网络中的问题及其解决方案期刊论文 - 电信科学 2005(017. 白杉. 陈娅冰 . 赵尚弘 透视自由空间光通信的基本技术 2004(07 8. 黄海波 . 艾勇. 刘磊 基于以太网的光无线通信系统的设计与实现期刊论文 - 电子技术应用 2004(029. 王新梅 . 肖国镇 纠错码 -原理与方法 2001 相似文献 (9 条 1.学位论文 赵云鹏 无线激光通信仿真研究 2007 无线激光通信是一种新兴的无线通信方式，它将传输的信息调制在光脉冲 THz 光谱范围内传输信息，具有很高的数据传输速率，无线激光通信成为下一代光 通信

14、的发展方向之一。近地面无线激光通信用于宽带接入，是解决最后“ 一公里” 问 题的有效方法，而在卫星通信系统中，卫星激光通信被认为是解决卫星通信高码率 瓶颈问题的唯一途径。在无线激光通信系统中，由于采用的是大气随机信道，在传 输过程中受到大气散射、折射、湍流等很多因素的影响，会造成激光光能量衰减， 光强闪烁，光束随机偏转，能否克服这些影响是无线激光通信推广应用的关键，所 以研究大气随机信道本身的特性对通信系统性能的影响非常重要。 本文在搜集与查阅大量的相关文献资料，学习无线激光通信的相关原理后，研 究了大气信道对激光的衰减及其对激光衰减的方式，大气湍流效应引起的光强闪 烁，本文结合折射率结构常数

15、对大气闪烁建立模型并进行仿真，同时还研究了大气 湍流导致的光束弯曲和漂移。 本文研究了激光信号在收发过程中的噪声，分析了噪声产生的原因。同时本文 还分析了接收机中噪声的分类。而在无线激光通信中采用多点发射可以减小大气信 道产生的噪声。 本文由光的衍射理论，将激光信号在大气中的传输看作是光在湍流介质中的衍 射，利用惠更斯 -菲涅耳（ Huygens-Fresnel ）原理和基尔霍夫（ Kirchhoff ）衍射理 论建立信道模型，并用matlab软件对模型进行仿真。 本文分析研究了无线激光通信的几种调制方式，并分析研究了各自的特性。光 脉冲位置调制（ PPM）具有能量传输效率高（每光子传输的信息

16、量），抗干扰能 力强等优点，是无线激光通信中的一项关键技术。根据PPM 调制信号的特点，建 立了 PPM 调制信号的数学模型，对最常用的单脉冲位置调制信号的功率谱进行了 详细的分析，以理想PPM 信道为例，讨论了PPM 信号的功率利用率和频带利用 率。 本文结合大气信道讨论了大气信道对光调制信号的影响，分析了常用调制方 式的误码率。 2.学位论文 安建梅 大气信道对无线激光通信的影响 2007 大气激光通信是自由空间光通信在地面上的特定实现，在近距离通信时能以灵 活的方式，用比现有系统低得多的成本，获得光纤传送的容量。由于具有设计简 单、接入方便、速率高、成本低等优点，是目前所见到的解决接入网

17、“ 最后一公里 ” 问题的最有效的解决方案，广泛应用于智能建筑、军事等方面。 在大气激光通信系统中，由于大气散射、折射、湍流等诸多因素的影响，会造 成激光信号在传输过程中能量衰减，光强闪烁，光束随机偏转。能否克服这些影响 是大气激光通信推广应用的关键，因此对大气激光通信信道的研究格外重要。本 论文研究的主要内容： (1介绍了无线激光通信的特性、国内外的研究动态、无线激光通信系统的原 理和关键技术以及未来在无线激光领域内需要研究的课题等。 (2基于大气信道的特点，分析了大气吸收、大气散射、大气湍流对激光传输 的影响。大气吸收和大气散射引起了光能量的衰减，即大气衰减。大气湍流引起了 光强的起伏，其

18、表现形式为光强闪烁、光束漂移、到达角起伏等。 (3探讨了大气吸收和大气散射引起的大气衰减。由于大气吸收和大气分子的 散射时很小，通常用气溶胶的散射引起衰减来表示大气衰减，大气衰减的强弱通常 用透射率来表示。通过分析透射率随传输距离和波长的关系，发现仿真结果和理论 偏差较大，并且偏差随着波长的增加而变大，经分析，发现出现的偏差与大气衰减 方程中的 q 值有关。本文针对上述现象对q 值进行拟合、修正，进一步采用修正后 的 q 值模拟透射率，找出了在不同的波长的情况下，趋于一致的q 值。 (4基于大气湍流的的麦克斯韦方程和大气湍流的特性，推导了光传输过程中 光强起伏的麦克斯韦方程和接收面上光强分布的

19、方程；通过分析接收面上光强起伏 的累计概率和统计规律，探索了增加接收面上的相关面元可减小光接收面上光强起 伏方差的原因，进一步研究了多孔径发射和湍流的相干性对光强起伏的影响，结果 显示多孔径发射可以增加接收面上的相干面元，从而减小光强起伏方差。最后对单 孔径发射和多孔径发射以及在多孔径发射下相关系数对系统误码率的影响进行了分 析，阐述了长波长、多孔径发射能够有效降低系统误码率的机理。 3.学位论文 王小妮 自适应光学与在无线激光通信中的应用 2008 动态光学波前误差是困扰光学界几百年的老问题，自适应光学技术提供了解决 这一难题的途径。随着大型激光工程和光学系统的发展，对克服动态误差的需求日

20、益迫切，自适应光学技术已经得到长足发展，应用领域正在从军事应用、科学研究 扩展到民用领域。本文研究了自适应光学在无线激光通 信中的应用。 但是在无线激光通信中，由于所涉及的是随机的大气信道，其 中除了大气对激光信号的吸收、散射外，大气湍流还使激光信号在传输过程中产生 光 斑闪烁、光束漂移和光斑分裂等现象，这将严重影响无线光通信系统的稳定性 和可靠性。为了减小大气湍流效应的影响，提出了采用自适应光学技术的解决方 案。 本文在详细介绍自适应光学技术的基础上，阐述了自适应光学技术在无线激 光通信中的应用。具体内容如下： (1 概述了自适应光学技术及其国内外发展动 态。由于自适应光学技术发展历史较短，

21、在已有的文献中，对自适应光学技术的定 义描述较含糊，甚至把主动光学与自适应光学混为一谈。论文对被动光学、主动 光学、自适应光学的技术特征作出了明确的界定，清楚地指出了三者的联系和区 别，技术 发展的沿革情况。 (2 系统总结了自适应光学技术在空间探测、空间光通 信、星基对地望远镜、核聚变装置、高能激光武器和视网膜检测六个领域中的应 用。 (3 针对光学天线在接收信号时会受到杂光的影响而产生背景噪声，对卡塞格 伦光学天线进行了遮光罩的设计。对主遮光罩进行设计，选择了在主遮光罩内设 置径向叶片来避免遮光罩过长，此设计可有效的抑制杂光源直接照射在系统主镜上 产生的一次散射杂光；对主镜和次镜设计了锥状

22、遮光筒，可防止杂光源辐射经主 遮光罩散射后，直接穿过主镜中心开孔到达探测器，从而可最大限度地遮挡杂光辐 射。 (4 介绍了哈特曼传感器的工作原理，分析了影响其探测精度的因素；在对可 变形镜重要技术指标分析的基础上，阐述了可变形镜反射镜的研究进展及发展趋 势，并介绍了用于自适应光学系统的几种新型可变形反射镜。 (5 分析了大气信道 对激光通信的影响，研究了采用自适应光学技术来解决因大气湍流引起的光斑闪 烁、光束漂移和光斑分裂等问题。明确界定了被动光学、主动光学、自适应光学 的技术特征，清楚地指出了三者的联系和区别，技术发展的沿革情况；系统总结了 自适应光学技术在各个领域中的应用；设计了卡塞格伦光

23、学天线的遮光罩，并将 自适应光学应用到无线激光通信中，具有一定的创新性和实用价值。 4.学位论文 王爱华 基于 USB接口的激光无线通信系统的研究和设计 2004 随着无线激光通信 的技术进步 ,应用的范围也越来越广 ,激光作为一种可信赖的载波,已经成为一种无线 宽带接入手段逐步为人们所认可,并作为一种 新的“最后一公里 “解决方案的主导技 术.传统的微波方法受到电台频率的限制,而光纤网铺设较复杂 ,费用高 ,而且不能适用 于临时的网络 .该文借助半导体激光器 ,提出了一种基于USB 接口的激光无线通信 系统.该文将 USB接口的优点和激光通信的优点有机结合起来.首先从 USB 接口入 手,介

24、绍了 USB 接口的协议 和通信规范 ,提出了一种无线激光通信的新方法,该方法 利用两台计算机之间的USB 接口电路可完成远距离激光无线通信任务.该接口电路 安装方便、通信 速度快、占用主机资源少 ,特别适合那些临时搭建的军用网络和不 需耗资、耗时地铺设光纤就能满足对办公大楼或商业集中区大容量接入的需要以及 自然 条件限制铺设光纤网的情况.设计包括接口电路的设计,AN2131Q 芯片固件程 序设计 ,USB 设备驱动程序的编写以及Windows 程序的编写 .接着提出了一种为半 导体激光器的调制驱动电路,能够在大气激光通讯中稳定工作.电路选用现有大规模 集成芯片 ,设计力求简单、实用、成本低及

25、高性能.然后研究了大气信 道的特点 ,综合 讨论了大气信道对信号的吸收,散射和湍流影响 ,给出了衰减的因子 ,结合信道编码定 理,讨论了适于在大气中传输的码型,特别是 RS码,得出 了适合大气信道的编码码长 和码率的选择方法和依据,对实验中激光束宽的旋涡的形态进行了讨论,并做了大量 实验,就实验中出现的干涉条纹问题提出了新的光斑中心点的判断方式.为后续编码 解码的研究和 PAT 系统提供了参考依据 .最后给出了实验的数据和图像. 5.学位论文 王怡 大气无线激光通信信道编码 2006 近年来，自由空间光通信技术取得了很大的 发展。作为最后一公里解决方案，自由空间光通信技术已引起人们越来越多的关

26、 注。但它因为受大气状况的影响非常严重，如何提高通信质量成为关键性的问 题。 论文首先介绍了大气激光通信的相关理论知识。在详细分析大气中各种噪声 后建立了大气信道模型。由于大气信道噪声是多种随机干扰的叠加，可认为是高 斯噪声。在介绍了Turbo 码的基础理论后，设计了对大气信道噪声的Turbo 码的编 码方案。通过计算机的仿真及分析，证明了此方案能满足大气信道抗干扰的要 求。在此基础上，进一步分析了光强闪烁对接收端的影响，论述了未采用信道编码 和采用 Turbo 码的副载波 BPSK 光强度调制系统在大气高斯噪声信道中的实现。 通过计算机的模拟曲线，可以清楚得出对应信噪比的比特误码率值。并且通

27、过将两 个曲线的比较，看出采用Turbo 信道编码的系统 比未编码系统有更好的系统性 能，获得编码增益。说明Turbo 码对于光通信系统中的光强闪烁有很好的抗干扰作 用。最后，对未来工作提出了新的构想和希望。 6.学位论文 李思静 自由空间光通 信系统的研究 2006 自由空间光通信技术起源于上个世纪70年代，近年来随着半导 体技术和通信技术的发展，尤其是光纤通信技术的普遍应用，是的该项技术得到了 快 速的发展。自由空间光通信具有极好的保密性，并且能够解决通信中“ 最后一公 里” 的瓶颈问题，对于人类的通信具有很高的利用价值。本文尝试用脉冲位置调制 （PPM）技术来完成视频信号的通信，首先就自

28、由空间光通信技术的原理做了介 绍，并且重点分析了大气信道对于激光无线传输的影响，以及对于 PPM信号的影 响。介绍了 PPM 调制技术的原理，并且与其它的调制方法作了比较，同时对基于 可编程逻辑器件（ CPLD）的结构和工作原理作了介绍。本文重点研究了 CPLD 视 频数据传输平台的发射端硬件设计，由Altera 公司的 MAX3000A 系列 CPLD 完成 对信号的 PPM 调制，并通过并串转换器后将串行数据流经过激光驱动器的加载 到激光二极管上，经过大气信道传输到另一端的接收端，进行解码和一系列视频数 据恢复处理，实现视频数据的自由空间光通信。本文完成自由空间光通信系统中 的信号发射部分

29、工作，设计能够完成基本视频数据前端处理和发射，传输距离较前 期系统有所改善。 7.学位论文 韩雪云 大气激光通信系统信道的衰减研究 2008 大气 激光通信作为一种前景非常好的无线通信手段,自激光出现以来 ,众多学者对它做了 理论上和实验上的研究。在大气激光通信系统中,由于在传输 过程中受到大气散 射、折射、湍流等很多因素的影响,会造成激光光能量衰减 ,光强闪烁 ,光束随机偏转 , 能否克服这些影响是大气激光通信推广应用的关键。近年来 ,大气激光通信技术取 得了辉煌的成就 ,但它受大气环境因素的影响非常严重,因此对大气激光通信信道的 研究就显得格外重要。论文首先概述了无线大气激光通信的发展历程

30、和发展现况, 无线激光通信具有传输码率高,保密性好 ,抗电磁干扰 ,体积小 ,重量轻等优点。本论文 还深 入分析了大气衰减效应和大气湍流效应对激光传输的影响,并针对无线大气激 光通信独特的信道特点 ,介绍了无线大气激光通信系统原理和系统结构,同时 详细介 绍系统中的关键部分。最后结合系统设计方案分析建立了非随机影响因素下的大气 激光通信信道模型 ,并根据模型对近地面激光通过大气信道产生的衰减情况进行了 仿真,对通信系统的设计和实验有良好的指导意义。大气激光通信技术具有较好的 实用性和市场价值 ,世界各国越来越重视无线激光通信,投入大量的人力物力进行研 究开发 ,本课题对无线光通信的工程实现具有

31、重要参考价值。 8.期刊论文 胡国永 .陈 长缨.丁涛.卢尚才 .叶晓健 .HU Guo-yong.CHEN Chang-ying.DING Tao.LU Shang- cai.YE Xiao-jian 短距离无线激光通信系统波长选择分析 -暨南大学学报（自然科学 与医学版） 2006,27(5 无线激光通信系统中激光调制信号在大气信道中传输时受背 景光、大气衰减、湍流效应等诸多因素的影响.传统上认为红外波段的激光更适合 于在大 气信道中传输 .基于对红光激光束大气传输特性的分析,讨论了激光束传输过 程中背景光干扰、大气衰减和湍流效应的影响.结果表明 :红光波段激光和红外波段 激光用于短距离无

32、线激光通信时受信道的影响差别不大,红光波段激光可用以加载 调制信号有望实现无线高速数据传输. 9.学位论文 李小斌 高压输电线路远程监测研 究 2007 论文从分析架空高压输电线路的常见故障原因出发，总结出架空高压输电 线路的故障大多数发生在线路的连接处。提出了利用电缆接头温度参数来判断高 压输电线路运行状态的方案。利用光纤温度传感器不受周围环境电磁场干扰以及耐 高压的特性可靠地将温度信号在需要时适时采集下来，再利用目前新兴的无线激 光通信技术将温度数据传送到远方，实现了高压输电线路远程在线监测。解决了特 殊地形、地貌及有线通信难以实现和机动性要求较高的场所的通信问题，弥补了 目前高压输电线路

33、在线监测手段的不足。系统安装便捷、通信频率不受管制，可以 大大提高高压输电线路巡线的效率，提高故障预研的准确性，为输电线路的预防 性维护提供了强有力的依据。论文概述了大气激光通信系统的基本模型、原理以 及发展和应用状况，并依此给出了一种简易无线光通信系统的原理、构成、编码、 调制/解调以及 通信协议，解决了其关键技术，完成了通信设备的安装、调试。将 光纤温度传感器测温技术与激光大气通信技术相结合实现高压输电线路远程在线监 测 是本论文的创新点。该方案稍加改动就可应用于其他设备的远程监控，具有广 泛地推广价值。 文中以简易无线光通信系统为研究核心，简要介绍了大气信道对 光通信系统的影响。通信端机

34、主要围绕光源的选择，半导体激光器波长、功率的设 计，半导体激光器的驱动电路设计，光路设计，电源系统设计等部分进行了仔细研 究，详细介绍了光电PIN 探测器的工作原理，前置放大器和主放大器的 设计，杂散光以及背景光的滤波设计，电子线路的抗干扰设计，并且给出了实 现方法。分析了直接探测的噪声、信噪比性能、噪声等效功率NEP、灵敏度 的影 响等，给出了探测阈值的设计方法。系统在硬件设计上选用C805lF系列单片机来 实现发射机和接收机系统的控制，实现了单片机(发送、接收机之间利用无线光信 号的通信以及与 PC机 通过 USB IEI 的通信。上位机应用程序采用VC+6.0 实 现，下位机所有程序采用Keil C51 实现。在实验室进行了2400速率的通信实验， 完成了设计指标。最后给出了系统设计的不足以及提出了后续工作有待完善的问 题。 本文链接： http:/ 授 权使用：洛阳工学院（河南科技大学）(wflskd，授权号： b9346ec0-b666-478b- a586-9deb00fb034f 下载时间： 2010年 9 月 8 日