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基于FPGA的水下OFDM无线可见光通信系统的开题报告
【开题报告】
一、选题背景
随着人类对于海洋资源的日益追求和技术的不断发展，对水下通信技术的需求日益增加。水下通信技术的主要应用领域包括海洋勘测、海底油气管道探测、水下机器人控制、海洋环境监控等。目前，水下通信技术主要采用声波通信和电磁波通信，但这两种通信方式都有着自身的局限性。声波通信受限于传输距离和传输速度，而电磁波通信则受限于在水下媒介中的传播特性。
近年来，可见光通信（VisibleLightCommunication，VLC）技术在室内无线通信领域得到了广泛应用。VLC是一种利用光信号传输信息的技术，其特点是带宽宽、抗干扰能力强、能耗低、安全性高等。针对水下通信领域的研究就提出了一种基于VLC的水下无线通信技术，即水下可见光通信（UnderwaterVisibleLightCommunication，UVLC）技术。相比于传统的水下通信技术，UVLC在传输速率、带宽、抗干扰能力等方面都有着更好的表现。
本课题旨在设计一种基于FPGA的水下OFDM无线可见光通信系统，实现水下UVLC的相关理论，并改善传统水下通信技术的缺点，具有较高的可靠性和通信效率。
二、研究内容
1、水下无线可见光通信技术的原理
了解光传播在水下媒介中的特性，尤其是在颜色、传输距离、传输速率、亮度等方面的影响。以及可见光和水立方媒介特点对水下可见光通信的影响。
2、OFDM编码技术原理
学习OFDM编码技术原理，为了提高水下UVLC的传输速率和可靠性，本课题将采用OFDM编码技术对数据进行编码。
3、FPGA技术原理
了解FPGA技术原理，设计可以与VLC模块通讯的FPGA通讯模块。
4、水下OFDM无线可见光通信系统核心芯片的选用
选择合适的核心芯片，如：XilinxseriesFPGA,MAXseriesFPGA,NIOSseriesFPGA,CycloneIVFPGA等，并进行评估。
5、水下OFDM无线可见光通信系统的设计
利用FPGA技术，设计并实现水下OFDM无线可见光通信系统，保证系统的稳定性和高效性。
6、系统性能优化和测试
对系统进行性能优化，并进行测试，验证其可行性。
三、研究意义
本课题设计的基于FPGA的水下OFDM无线可见光通信系统将能够提高水下通信的效率和可靠性，并且与传统通信方式相比，具有更高的抗干扰能力和抗干扰干扰能力，因此将具有以下意义：
1、推动水下可见光通信技术的发展。
2、研究基于FPGA的无线可见光通信系统设计方法，丰富FPGA应用方向。
3、利用FPGA对UVLC数据进行编码，提高水下UVLC的传输速率和可靠性。
四、进度安排
1、第一周：研究现有水下通信技术和可见光通信技术，确定可行性。
2、第二周：了解OFDM编码技术的原理及其在通信领域中的应用。
3、第三周：学习FPGA技术的原理，并设计FPGA通讯模块。
4、第四周：选定核心芯片，并进行评估。
5、第五周：基于FPGA设计水下OFDM无线可见光通信系统。
6、第六周：测试系统性能，并进行性能优化。
7、第七周：完善论文，并进行修改。
五、预期成果
1、完成基于FPGA的水下OFDM无线可见光通信系统。
2、论文并发表（投稿会议：中国通信学会第33届年会）。
3、研究的成果可供相关领域的研究者参考，促进水下UVLC领域的发展。