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1.55μm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（10.6μm波长，内腔式），实现定点双工四线制三路电话的大气通信（技术成果编；中山大学激光与光谱学研究所采用音频或数字信号的调幅激光制式工作实现大气通信传输（技术成果编。但它们都因通信容量低，在通信系统的结构上，没有与其他通信设备（包括光纤通信、微波通信）的接口，故实用价值小。为解决上述问题，中国科学院上海光学精密机械研究所报导了一种无线激光通信端机实现了与其它通信设施的接口（技术成果编8），但由于该端机设备昂贵，未能得到广泛应用。
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，它具有调制速率高、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Internet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
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
（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。
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，其中就包含了许多数字信号处理方面的知识与研究。
（二）研究思想
激光天线通信系统主要由激光发射装置、激光接收装置和光学望远镜三部份组成（如图A所示）。其工作原理是：发射端的轴电缆通过高频电缆与发射机码型变换器相接；光纤适配器通过光纤与发射机光电转换器相连；码型变换器与光电转换器均与制式选择开关相连，然后经信号处理模块进行整形、放大、时钟提取等处理，输入激光驱动器使激光器组件产生调制的激光光束，通过激光发射天线定向向空间发射。经光接收天线收集的调制激光信号接进探测器，转换成信号输入信号处理模块，再接进制式选择开关后分两路：一路连接激光驱动器，经光纤适配器连接光纤通信线路；另一路则与码型变换器相接，再接入同轴电缆至电传输线路上。对于本系统所设计的语音激光无线通信系统主要由图B所示的各部分组成。
激光器组件
激光器组件
激光驱动器
光学系统
码型变换器
激光组件
光学系统
光发射天线
探测器
信号处理模块快
激光驱动器
制式选择开关
信号处理模块
码型变换器
光电转换器
制式选择开关
光接收天线
同轴电缆接头
光 纤 适
配 器
同轴电缆接头
光 纤 适
配 器
（图A）空间无线激光通信原理图
电源
电源
激光器
功率放大器
放大器
话筒
扬声器
发射器
光点接收
解调
接受器
调制器
（图B）空间激光通信装置系统原理图
工作方法
激光器件的选取：
空间激光通信波长选择主要考虑：尽量避免太阳辐射的影响、减小光束发射角、减小收发天线的尺寸、光波在大气中的透过率以及器件的现实性或预期的可行性，包括器件性能价格比的预计。从激光天线通信的角度分析，大气的透射率是个重要影响因素。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信。可见波段的激光，例如二次倍频YAG激光器，也不利于避免太阳光引起的背景辐射噪声。常用的激光波段有830～860nm、980～1060nm和1550～1600nm，都是良好的大气窗口。
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。
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。
三、毕业设计（论文）工作进度安排
1月 1日---1月22日
1月22日---
3月16 日---
3月30 日---4月1
4月11 日---
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
练程度
是否隶属科研项目
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。
平时考试注意事项
以平常心态考试会发挥得更好。紧张时，闭眼，静一静。
考前不给自己定科目考试分数目标会考得更好。
审题要仔细要审完关键字要标识能减少失误
遇到3--4分钟没思路的题可暂时放弃，演算很复杂的题可等容易简单的题做完后再做，切不可在一道题上消耗过多的宝贵时间。
解题时只专心在本题上会大大提高正确率，一心二用易失误。
以中等速度解题争取做一题对一题，做对比做完重要一万倍。
会的题要保证全对，中档题要争取全对，不会的题争取不交白卷。低档题和中档题全做对就能考上一本！
力争一次做对，不要指望有时间检查和修改。
整洁清爽的卷面，正确的书写，会赢得改卷老师的欢喜。
解题时要由易到难，尤其是理综卷可看成是一门课。容易的题先做，拿到了基本分，心踏实了，反而会发挥得更好。
解题推演要一步一步地推，跳步骤可能导致失误丢分。
草稿纸演算标题号，书写要整齐，以便查错方便。
考过的科目不要再去想它，一门心思准备后面的考试。
晚上要早点休息，保证以最佳状态参加考试。
考试要带的东西要头天晚上准备好，以免遗漏，并放在最瞩目的地方。
考试前一天晚上把考试格言认真读一遍。
高考和平时考试并无二样，所不同的只是高考内容广泛且综合，囊括了小学，初中，高中所学知识。高考主要考核每个考生十二年来所学知识的全面性，灵活性和解题能力。
统计过去历次高考情况，试题难易程度分配率大致排比为3:5:2，即一般难度的大约三成，中等难度的大约占五成，难度大点的所谓提高题约占二成。由此可见，只要能把中等难度以前的分数全都拿到，总分应该稳得600分。如果提高题再能拿到30%应有的分数，那总分就可得640—650分了。所以一定要有信心和决心，不要被高考所吓倒。当然对待每道具体试题，还一定要认真细心，不能有丝毫马虎大意才行。
接到试卷后不要急着答题，先简略的浏览下卷间的篇幅及夹层面或背面有无试题（防止答漏题）以及试卷的说明和要求（或注意事项）。还要留意答案的相应位置。
审题和解题应是同步进行的，每道题在解题前都必须用几秒到几十秒的时间先认真思考一下试题的意义和要解答的问题以及如何去解答。审题要注意试题里关键词和字的意义，特制一些棱模两可的词和字一定要区分清楚。有时一遍弄不懂的就要两遍三遍，知道弄懂题意后再动笔作答。审题要集中思想，专心致志，不要一心挂两头，瞻前顾后，分散精力，打乱思维。思考到那一题就好像全张试卷就只有这么一题。其他试卷题全都不存在似地。总之，思考试题时精力一定要高度集中，千万不可以思考了这一题又惦记着那一题。也不要怕审题耽误时间，常言道磨刀不误砍柴工。题审好答案明朗了，下笔要流利些，顺当些，时间省在里面不说，更重要的是避免了不必要的失分。
解题次序应自第一题起向后依次逐题解答。这一题解答结束了才能解答下一题，不能跳（挑）题或选题等乱解一通。这样容易出现答乱题或者在解这一题时大脑还同时想着那一题的混乱现象，最容易出差错。所以解题时为了集中思维，有秩序的解答，一定要按试题的顺序一题一题的解下去。这样才能避免精力分散，思维混乱，甚至答题张冠李戴等现象。解题时如遇到难度较大且繁杂，花费时间较多的试题或答到中途后面感觉棘手甚至答不下去的试题，可先暂放一下（记准要在答题处留足够多的答题位置）待试题解光后剩有时间的话再回头继续认真的去解，总之，不要被难题繁杂题耽误太多时间。
作文主要是要审好作文题，固作文分数多，写走了题失分也多。所以在动笔写文章前一定要先审好作文题。根据所给条件弄清楚要怎么写，写些什么，写什么体裁。必要时（时间许可）可将主题思想，分段及段落大意拟出来。所以作文的审题及准备工作费时较多。只有将主题思想扣准了，才能写出切入主题思想的文章，这才能得高分。
选择题，改正题或只在答案里填写编号等一类试题，不仅要认真审题，而且还要一词一字地细细推敲，正确理解试题要表达什么意义，有时还要将待选的词或字代入试题，看选用哪个词或字去使试题的意义更完善，更恰当，这就是要选的正确答案。
数理化的数字答案如不给计算器计算的话，就一定要在草稿纸上用笔算计算出来再填到答案里。千万不能图省事心算来计算数学答案，这很容易算错或记错。
所有试卷的卷面都要整洁，字迹要清晰，让阅卷人看的清楚舒服。尤其语文卷（包括作文）的卷面更要整洁，字迹更清晰工整，标点符号准确，少用错别字，潦草字或缺胳膊少腿的字。
做好的试题不能轻易改动。整个试卷都解完了，如果还剩有时间只能用来解暂时丢来下未完成。其他已做好的试题不能轻易重审，更不能轻易的改动。因为试卷做完了，大多数人都认为任务完成了，万事大吉了，昏昏然了，思想马上就放松了。这时再回头看试题，眼睛都模糊了，字也看不清了，头脑好像被东西遮住似的，迷迷糊糊的。这样不经意的随便动笔，很容易让原来做对的题改错了，好好的得分题被改成失分题。所以一定要记住，千万千万不能将已做好的试题随意重新审查，随随便便改动。只能用这剩余时间重新审查丢下来未解或解完的试题以及确有把握确实做错的试题。就是这样子也不要急于动笔，可光将眼睛闭一会，让大脑稍事休息会，然后再重新振作精神，再通过认真审题，找出错在什么地方，应如何解或者如何纠正。千万千万不可以不通过认真仔细推敲而随意更改了事，这很容易出差错。所以在试卷做完后剩余有时间想再动笔，一定要慎之又慎，千万不可以草率行事。
以上是我根据考场应试时容易疏忽以及心理活动方面几个应注意的地方，在这里提醒你一下，希望在考前一两天将这看几遍，将自己置身于考场的实际情况对比对比，让大脑留有深刻印象，以防在考场应试时犯别人或自己以往常犯的毛病。我想在临场应试时，只要注意这些地方，虽不能帮你多考多少分数，但是帮你少失些分应完全可以。