文献综述--基于单片机的激光大气通信

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1、 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 文 献 综 述毕 业 设 计 （ 论 文 ） 文 献 综 述 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目 文献综述题目文献综述题目 基于单片机的激光大气通信 学学 院院 理学院 专专 业业 光信息科学与技术 姓姓 名名 班班 级级 学学 号号 指导教师指导教师 1 基于单片机的激光大气通信 一、前言 激光通信是以激光为载体来传递信息的一种通信方式。目前，激光通信技术由于其 单色型好，方向性好，方向性好，光功率集中，难以窃听，成本低，安装快等特点，已 成为当年世界信息技术的一大热点，因此其发展趋势与潜力已引起各国高度重视。 大气

2、激光通信的优点也是十分明显的，比如它不需要铺设线路，投资少，应用范围 比较广泛等，根据大气激光通信的这些特点，它可以有许多实际用途，而且在有些场合 下，它的优越性还特别明显。由于大气激光通信的机动性比较好，随时随地可以进行。 比如，近距离的定点激光通信，可以用在山头之间，江河两岸之间，地面和海岛之间， 以及城市里某些通信业务特别繁忙的地区。同样，基于保密的原因，在边防地区也可采 用定点激光通信。在这些情况下，铺设海底电缆或过江电缆都比较困难，造价太高；利 用微波通信，或者设备较庞大，费用高昂，都能应用大气激光通信。在战争条件下，当 无线电通信设备受到强烈干扰甚至被迫中断的时候，用大气激光通信可

3、作为补充通信手 段，将显得特别有价值。 美国式世界上最早开展激光通信技术研究的国家，也是研究技术走在最前沿的国家 之一，它最主要的研究部门有美国宇航局和美国空军。NASA 首次涉足激光通信是 20 世纪 70 年代初，它考虑的应用时高码率的同步卫星间光连接和低码率的深空光中继。 德国由于受科研经费的影响，先在地面建立了一个仿真系统，模拟激光通信的状态。日 本积极研制专用于进行空间光通信系统试验的小型光学星间通信工程试验卫星。 在我国 早在 70 年代就开始了大气激光通信的研究。近年来，随着元器件工艺水平的提高，我 国在光通信领域的发展很快。哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室，电子科 技

4、大学应用物理所和光纤通信国家重点实验室，中科院光电研究所，北京大学无线电电 子学系，重庆通信学院，西安电子科技大学，国防科技大学等单位在星际链路，收发系 统、光束目标寻的，捕获跟踪、稳频调谐激光器研制等方面做出了卓著的贡献。在大气 激光通信中，对大气湍流也进行了深入研究出激光通信系统构成的局域网、城域网已经 商业化。 二、主题 大气激光通信的优点十分明显，比如它不需要铺设线路，投资少，应用范围比较广 泛等，根据大气激光通信的这些特点，它可以有许多实际用途，而且在有些场合下，它 的优越性还特别明显。由于大气激光通信的机动性比较好，随时随地可以进行。比如， 近距离的定点激光通信，可以用在山头之间，

5、江河两岸之间，地面和海岛之间，以及城 2 市里某些通信业务特别繁忙的地区。同样，基于保密的原因，在边防地区也可采用定点 激光通信。在这些情况下，铺设海底电缆或过江电缆都比较困难，造价太高；利用微波 通信，或者设备较庞大，费用高昂，都能应用大气激光通信。在战争条件下，当无线电 通信设备受到强烈干扰甚至被迫中断的时候，用大气激光通信可作为补充通信手段，将 显得特别有价值。 PPM 调制方式具有编码简单、 能量传输效率高的优点， 是激光无线通信中常用的调 制方式。常见的 PPM 调制器一般以单片机或 CPLD/FPGA 作为主控芯片，通过对芯片 编程，加上外围辅助电路来完成 PPM 信号的编码解码，

6、是对传统以模拟和数字逻辑器 件组成的纯硬件电路的提高。以单片机为核心的电路，其办法是生成携带数据信息的 PWM 信号， 然后通过触发整形电路转换为响应的 PP,M 信号， 它需要额外的信号转换电 路，且产生的 PPM 信号的脉冲宽度是固定的，不可由软件设定。而以 CPLD/FPGA 为 核心的电路，在抗干扰和成本等方面比不上基于单片机的电路。另外，这些电路中常常 是把调制和解调分成两个模块，各用一个主控芯片，而不是由一个芯片同时完成，这使 得电路相对复杂，且成本提高，本文所述的 PPM 调制全双工激光无线通信收发器就克 服了以上的不足。 在室外无线空间环境下实现两个数据终端点对点短距离通信， 两点直线距离间无障 碍，且要求通信具有一定的保密性，用激光作载体是一种不错的选择。一般使用半导体 激光器件产生激光，用激光收发器完成 PPM 信号的编码解码、发射与接收，并通过 RS 一 232 异步串行口与数据终端 PC 机相连。收发器完成数据传送的功能，实际上就是为 两个数据终端之间提供一条物理通道，实现通信系统中的物理层，高层协议借助物理层 来通信，但并不需要了解物理