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文档简介

航海学院 班黄公平 通信原理课程设计答辩 基于海底救援机器人的通信系统设计 随着人类对海洋的开发 随之而来的是大量的海上事故 每年都有将近数百只船只在海上失事 近100年当中 各国海军潜艇在和平环境中至少发生过434起重大事故 其中176艘潜艇沉没 对失事船只进行搜救是一项重大的任务 但进行搜救十分困难 海底海水压力巨大 能见度低 地形复杂 温度很低 为了清楚的了解失事船只内部的情况 利用深海搜救机器人十分方便 我们设计了这款深海搜救机器人及相应通信系统 专门用于对海上失事船只进行探测以及搜救 简单原理图 示意图 该通信系统是双工通信系统 正向传输控制信息 反向传输视频信号 因为视频信号在消隐期间不再显示器上显示 利用时分复用把控制信号插入视频信号消隐期 因此本系统的参数主要是由视频信号决定的 后面的参数计算主要针对视频信号 总体系统设计方案 使用同轴电缆传输使图像时 距离在300米以下的一般可以不考虑信号的衰减问题 本系统传输距离1500米 选取电缆衰减为20dB KM 1500米传输中衰减了30db 即信号幅度衰减32倍 在本系统中选择加入电缆补偿器 在数字通信系统中 同步非常重要 它能使接收端能够正确地从所收到的信号中恢复出原始信息 而PAL制式视频信号的扫描方式为场行交替扫描 隔行扫描 每两场为一帧 每一场行信号结束后都有消隐信号和同步脉冲 刚好能满足系统的同步 自同步法保证系统的同步 利用时分复用 tdm 实现双向信号传输 如上图所示 利用视频信号传输消隐信号期间传输控制信号 也是一种时分复用 TDM 技术 同时 在解调解码过程中利用提取场行同步信号可以很好的实现整个系统的同步 主要模块设计及理论参数计算 视频信源编码采用DPCM编码 对视频信号的亮度信号的抽样频率f1 13 5MHz 色差信号的抽样频率f2 6 75MHz 为了满足在视频信号消隐期间传输控制信号 控制信号采样频率为f3 48KHz 摄像头传回的数据量非常大 为了提视频信息的传输效率 通常先对视频信号进行压缩 按MPEG 1标准进行压缩 压缩后的速率为2 048MHz s 信道编码 信道编码采用卷积码编码 维特比译码 系统的误码率最终由信道编码决定 调制 调制选择QPSK调制QPSK调制适用于载波频率较高的场合 而且QPSK调制经常配合卷积码使用 本系统中载波频率选为250MHz 仅需要传输一路视频信号和控制信号 控制信号在视频信号的消隐期间传输 所占带宽很少 所以系统带宽只需要考虑视频信号 本系统中带宽为2Mhz 调制信号可表示为 最终指标的理论计算 同轴电缆的高频传输频率范围为30 300MHz 选择载波频率为250MHz 最终指标如下 计算得理论指标很好的满足了系统的设计要求 视频信号只要误码率低于10 4就
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