【摘 要】
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水下可见光通信是一种新型的水下无线通信方式。它以可见光为载体,可以传输大容量的数据,具有传输速率高、防干扰能力强、保密安全的优势,发展势头良好,在未来海洋资源勘探及开发中必将扮演重要角色。但鉴于水下环境复杂多变的影响,具备一定通用性、灵活性的水下可见光通信系统亟待突破。本课题针对此现状,借鉴软件定义无线电（Software Defined Radio,SDR）的思想,首次提出软件可定义水下可见光通
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水下可见光通信是一种新型的水下无线通信方式。它以可见光为载体,可以传输大容量的数据,具有传输速率高、防干扰能力强、保密安全的优势,发展势头良好,在未来海洋资源勘探及开发中必将扮演重要角色。但鉴于水下环境复杂多变的影响,具备一定通用性、灵活性的水下可见光通信系统亟待突破。本课题针对此现状,借鉴软件定义无线电（Software Defined Radio,SDR）的思想,首次提出软件可定义水下可见光通信系统的概念和相应的框架结构。本文的研究工作包括:（1）提出基于SDR思想的软件可定义水下可见光通信系统。对软件无线电技术的定义、结构以及特点进行简要介绍分析,并对关键器件的选取进行对比分析;基于SDR的思想,提出软件可定义水下可见光通信系统的概念,并以FPGA为核心,设计了双向软件可定义水下可见光通信系统硬件链路。（2）研究水下可见光通信信道的光学特性。介绍海水不同成分的吸收和散射特性;依据海水光学特性,确立可见光传输的海水衰减模型;并以双向软件可定义水下可见光通信系统硬件链路为平台,提出可以根据海水信道情况,自适应调整脉冲宽度和进行光功率控制的通信构想。（3）研究水下可见光信号的时域展宽特性,为自适应调整脉冲宽度构想提供理论支撑。介绍研究散射常用的相位函数,对比HG、TTHG相位函数和实测数据的拟合度;介绍研究光信号时域展宽特性常用的小角度近似法和蒙特卡罗法,使用在小角度拟合度更好的TTHG相位函数对小角度近似法进行改进;并对蒙特卡罗法仿真的海水信道脉冲响应进行建模。（4）制定自适应光功率控制方案。对光源LED以及光检测器件APD进行建模分析,通过插入训练序列进行Q因子的估计;以Q因子为桥梁,制定具体的自适应光功率控制方案,提升系统的动态通信范围和稳定性。
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