西南科技大学毕业设计（论文）开题报告
学院 信息工程学院 专业班级 通信0303
姓名 李斌 学 号
题目 激光无线语音通信系统设计 题目类型 设计型
一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义， 列出主要参考文献）
（一） 国内外的研究现状、生产需求 1国内外的研究现状
无线激光通信是利用激光为信息的载体，大气作为传输介质的通信。近几年来， 由于移动通信的需要和微波通信的带宽限制，光自由空间的通信取得了很大的进展。 美国朗讯公司采用ym波段的半导体激光器加光纤放大器（EDFA作为发射光源，并 采用波分复用结构，实现10Gbps容量的空间光通信。日本、欧洲等国家也报道了几种 空间激光通信装置。我国电子科技大学采用二氧化碳激光器（ym 2、生产需求状况
电磁波作为无线通信的信号载体由来已久，至今仍广泛应用于短波、微波、毫米 波无线通信。但它们存在致命的缺陷：保密性差、通信容量低、波段资源受限制等。 光纤通信以光作为载体，以光纤作为传输介质。由于光的频带资源十分丰富，故通信 容量巨大，已成为现代通信的主体。但光纤通信网络包括光端机、光缆等通信基础设 施的建设是事先规划的、固定的，将会出现光缆没有到达或光缆不便到达的地址，无 法进行光纤通信。早在二十世纪70年代，人们就开始了激光大气通信技术的研究，但 由于当时光纤通信较为成功，激光自由空间的通信未能得到充分重视。无线激光通信 与微波技术相比，它具有调制速率咼、频带宽、不占用频谱资源等特点；与有线和光 纤通信相比，它具有机动灵活、对市政建设影响较小、运行成本低、易于推广等优点。 因此，无线激光通信已成为通信家族中的一个新的成员，它可应用于最后一公里光网 络接入、移动通信的基站互连、数据通信专线、电视电话会议专线、灾害应急、临时 扩容、光纤线路维修、IP网络接入、企事业单位的内部网、需特殊保密的军事安全部 门和其他不宜使用光纤连接及微波的通信，具有广阔的市场前景。
（二） 课题研究的目的、意义
1、 目的：
激光无线语音通信系统的研制，目的在于提供一种价格便宜、携带方便、同机具 有激光信号发射和接收装置，且激光接收装置具自动跟踪激光发射装置的双工通信功 能的设备。该设备发射装置发出调制激光信号不仅可在自由空间传输，也能直接利用 光纤作为载体传输，克服了在天气恶劣情况下无法通信的缺陷；该设备信号传输容量 大，可直接与光纤通信、微波通信网络并网，并能灵活地适应各种场合的使用。
2、 意义：
（1）在不具备接入条件（如：复杂地形）或带宽不足时提供高效的接入方案
（2）解决综合业务接入的“最后一公里”：对智能小区的宽带接入，大企业 In
ternet的互连，大客户的宽带接入提供一种快速灵活的方案，可提供 2〜622Mbit/s 的带宽。
(3) 提供室内外、临近局域网之间的互连互通：当两座楼宇之间的办公室需 要建立
一条通信链路，其他通信方式不能较好的解决时，采用无线激光通信可快速解 决。
(4) 对于特殊要求的线路进行备份以及应急临时链路和意外恢复 在突发的自然或人为意外灾害中，原有通信线路被破坏，难以立即恢复时，
或者在一些特殊地方发生突发事件，需要应急通信，采用无线激光通信进行快速的部 署。另外对于一些大型的集会需要快速建立一些临时链路用于现场通信。
(5) 本设计题目能运用到许多我们所学过的知识，方便我们对所学知识进行从理 论到实践的转化，并在学习的过程中获取更多的新的信息。
参考文献
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二、主要研究(设计)内容、研究(设计)思想及工作方法或工作流程
(一)研究的主要内容
1、 利用激光为信息载体，大气为信息传输介质的通信。实现在一定的通信距离 内，进行点对点间的无线激光语音通信。
2、 其主要内容包括了激光的发射与接收，信号的处理等。
(1) 本设计是要完成五十米距离以上的激光语音传输与接收。
(2) 其中有激光发射器与激光接收器之间的点对点的对准，在一定的气候条件 下激光抗干扰的能力。
(3) 语音信号的采集与处理，激光发射器系统与接收器系统的制作等等。
（图B）空间激光通信装置系统原理图
作方法
1、 --------------------------- 激光器件的选取: 码型变换器激光通信波长选择主要考虑：尽
减小收发天线的尺寸、光波在大气中的透过率
括器件性能价格比的预计。从激光天线通信的 因素。在小于300nm的紫外波段，大气的透过率急剧下降。显然，紫外线光不利于大 气通轴。可见波段的激光，光例如二次倍频
:辐射噪声。常用的激光波段有 830〜860n
好的大气窗口
2、 光发射与接受器件：
由于光学天线的功能是将需传输的光信号有效地发向对方并对传来的信号光高 效接收，因此，光天线的设计是在满足总体设计的前提下，保证系统在设定的通信距 离及大气衰减时能正常工作，合理选取发射远镜的远场发散角、接收望远镜的接收视 场角及光学系统的其他参数。
3、 主要电路设计：
（1）电源电路选用了集成稳压器。前置处理电路主要包括前置放大器和功率放大 器两部分。经内调制转换的电信号通常比较微弱，需经前置放大电路将前级电路的输 出电压放大。故前置处理器质量的优劣，在很大程序上标志着系统整体的音质水平。 即前置处理器与功率放大器的选择对于本系统非常重要。同时，为获得较好的效果， 减小干扰，在信号输入前置放大器之前，设计了高通滤波器。
（2）调制电路对光源进行调制的方法有若干种，但从光源与调制器之间的关系可 分：光源的内调制、光源的外调制。本系统采用了光源的内调制方式。
（3）功率放大电路因光电探测器的电信号较弱，需经功率放大器放大电压信号, 产生足够的不失真的输出功率，以推动扬声器发音。 3、本课题的发展部分就是利用激光通信对数字信号的传输与接收，其中就包含 究
了许多数字信号3处理方光发的知识与研
（二）研 ---- ----------------
激光天线通信系统主要由激光发射装置、 ............ . ..................
其工作原理是：发射端的轴电缆通过高频电缆与发射处理码块变换器
相接r纤适配器通过光纤与发射机光电转换器发射器和圧£"化锂帜”- 制式选择开关相连n后经信号处理模块进彳 •光驱动器使激光器组件产生调制的激光光束， （如图A所示 ■e-
电收天线收驱的碉制激激光信号接进探测器，
5选择开关后分两路「路连接激光驱动器 源。光接收天线 探测器
激光接收装置和光学望远镜三部份组成
理
Iff
器相发射器码型变换器与光电转换器均与 整形、放大、时钟提取等处理，输入激 通过激光发射天线定向制式空间开关射
处理模块丿再接进 ，经光纤适配器连接光纤通信线路；另 电传输线路上。对于本系统所设计的语 分组成 转换成信号输入信号
音激光无线通理模块主要由图 B所示的各部
扬声器 光点接收
制式选择开关 功率放大器
（图A）空间无线激光通信解调图 码型变换器 —
接受器 激光驱动器
激光器组件
避免太阳辐射的
以及器件的现实性或预期的可行性，包
角度分析，大气的透射率是个重要影响 影响、减小光束发学系统
YAG激光器，同也不利于避免太阳光引起的背
m 980〜也缆接nm和1550〜1600配m器都是良
缆接头
三、毕业设计（论文）工作进度安排
1月1日---1月22日，开题报告的撰写和开题报告答辩
1月22日---3月15日，收集资料、确定总体方案。
3月16日---3月30日，确定研究的具体实施方案，完成硬件设计，调试硬件电 路。
3月30日---4月10日，完成主要模块试验。
4月11日---5月20日，完善策略，联机调试，分析结果。
5月20日---6月10日，论文撰写。
指导 教师 意见 指导教师签字
年 月 日
院系 毕业 设计
领导 小组 审核
意见 难度 综合训 是否隶属
夂 练程度 科研项目
教学院长（公章）
年 月 日
备注：1、“题目类型”分为： 研究型、设计型和应用型等。
2、 题目“难度”分为： A、B、C、D四个等级。
3、 “综合训练程度”分为： A、B、C三个等级。