[發(fā)明專利]一種雙光源水下無線通信系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110368220.X
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113098625A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁赫西;曹聰;艾勇;郭建中;沈天浩;王振亞;崔玉合;譚浪
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢六博光電技術(shù)有限責(zé)任公司;武漢紡織大學(xué)
• 主分類號: H04B10/80
• 分類號: H04B10/80;H04B10/50;H04B10/69;H05B47/155;H05B47/165
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡琦旖

本發(fā)明屬于光通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種雙光源水下無線通信系統(tǒng)，包括主控端、光發(fā)射端和光接收端；主控端分別與光發(fā)射端、光接收端連接；光發(fā)射端包括LD發(fā)射單元、LED發(fā)射單元，LD發(fā)射單元用于發(fā)射LD光束，LED發(fā)射單元用于發(fā)射LED光束；光接收端包括APD接收單元、PMT接收單元，APD接收單元用于接收LD光束，PMT接收單元用于接收LED光束；主控端用于控制發(fā)射單元的切換和接收單元的切換。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)雙光源水下無線通信，距離遠(yuǎn)近均可通信、成本低、應(yīng)用廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種雙光源水下無線通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

海洋中蘊(yùn)含著豐富而寶貴的資源，隨著海洋探測研究的不斷深入，水下通信技術(shù)迅速成為了研究熱點(diǎn)。目前，水下電磁波通信與水聲通信是水下通信應(yīng)用最廣泛的通信技術(shù)。電磁波在水中衰減嚴(yán)重導(dǎo)致傳輸距離短，聲音在水中的多徑效應(yīng)、時變效應(yīng)等導(dǎo)致傳輸速率慢，二者均不能較好地滿足水下日益增長的數(shù)據(jù)通信需求。水下光通信具有高帶寬、高速率等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了水下電磁波及水聲通信在水下應(yīng)用的缺陷。目前，無線光通信系統(tǒng)的研究還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高速率的水下無線光通信，如何使得無線通信系統(tǒng)能夠根據(jù)通信距離自適應(yīng)選擇發(fā)射光源、調(diào)節(jié)通信速率是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種雙光源水下無線通信系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種雙光源水下無線通信系統(tǒng)，包括：主控端、光發(fā)射端和光接收端；所述主控端分別與所述光發(fā)射端、所述光接收端連接；

所述光發(fā)射端包括LD發(fā)射單元、LED發(fā)射單元，所述LD發(fā)射單元用于發(fā)射LD光束，所述LED發(fā)射單元用于發(fā)射LED光束；

所述光接收端包括APD接收單元、PMT接收單元，所述APD接收單元用于接收LD光束，所述PMT接收單元用于接收LED光束；

所述主控端用于控制發(fā)射單元的切換和接收單元的切換。

優(yōu)選的，所述主控端包括終端和FPGA控制單元，所述終端與所述FPGA控制單元連接；

所述LD發(fā)射單元包括LD光源和LD驅(qū)動模塊，所述LD光源與所述LD驅(qū)動模塊連接；所述LED發(fā)射單元包括LED光源和LED驅(qū)動模塊，所述LED光源與所述LED驅(qū)動模塊連接；

所述APD接收單元包括APD光電探測器和APD后續(xù)處理模塊，所述APD光電探測器與所述APD后續(xù)處理模塊連接；所述PMT接收單元包括PMT光電探測器和PMT后續(xù)處理模塊，所述PMT光電探測器與所述PMT后續(xù)處理模塊連接；

所述LD驅(qū)動模塊、所述LED驅(qū)動模塊、所述APD后續(xù)處理模塊、所述PMT后續(xù)處理模塊分別與所述FPGA控制單元連接。

優(yōu)選的，所述光發(fā)射端還包括第一光學(xué)系統(tǒng)單元，所述第一光學(xué)系統(tǒng)單元包括第一聚焦透鏡，所述第一聚焦透鏡用于對發(fā)射的光束進(jìn)行聚焦；

所述光接收端還包括第二光學(xué)系統(tǒng)單元，所述第二光學(xué)系統(tǒng)單元包括第二聚光透鏡和濾光片，所述第二聚光透鏡用于對接收的光束進(jìn)行聚焦，所述濾光片用于對系統(tǒng)自身發(fā)射光源進(jìn)行濾除。

優(yōu)選的，所述LD光源、所述LED光源和所述濾光片安裝在燈板上。

優(yōu)選的，所述LED光源包括多個LED組成的LED陣列；所述燈板呈空心圓環(huán)狀，所述LD光源與所述LED陣列呈環(huán)狀固定連接于所述燈板的圓環(huán)狀區(qū)域上，所述濾光片固定連接于所述燈板的中心空缺位置；所述APD光電探測器和所述PMT光電探測器固定連接于所述濾光片的正后方接收光束聚焦處。

優(yōu)選的，所述FPGA控制單元包括以太網(wǎng)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；所述以太網(wǎng)模塊用于與所述終端通信，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。