光脉冲码调制对布里渊光时域分析传感的影响和分析

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1、隣；；誦ｓ：国内图书分类号：ＴＰ２１２．１４密级公开国际图书分类号：６２１．３８西南交通大学研究生学位论文光脉冲码调制对布里淵光时域分析传感的影响和分析年级二零一Ｈ级姓名罗源申请学位级别工学硕±专业通信与信息系统指导老４币国连山教授二零一六年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄｄｅｘＩｎ：ＴＰ２１２Ｕ．Ｄ．Ｃ６２１．３８：ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔ；ｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭ过ｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＢｒｉｌｌｏｕｉｎＯｔ

2、ｉｃａｌＴｉｍｅＤｏｍａｉｎｐＡｎａｌｓｉｓｅｍｌｏｉｎＯｔｉｃａｌＰｕｌｓｅＣｏｄｉｎｙｐｙｇｐｇＧｒａｄｅ：２０１３Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｕｏＹｕａｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｉａｎＳｈａｎＹａｎＭａ２０１６ｙ．西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，、使用学位论文的规定同意学校

3、保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可ｌｉＡ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１□，．保密年解密后适用本授权书＾；２．不保密＾使用本授权书。＂＂（请在ｙ？上方框内打Ｖ）：学位论文作者签名：指导老师签名曰期．刮曰期：山／０／６．氏］西南交通大学硕±学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．基于布里渊光时域分析传感原理，研究了Ｓ

4、波锅合模型，在ＭＡＴＬＡＢ实现仿真建模，利用模型对多种现有的编码技术进行仿真分析。２．针对布里渊光时域分析（ＢｒｉｌｌｏｕｉｎＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅＤｏｎａｍｉｎＡｎａｌｙｓｉｓ）传感系统，研究了差分脉冲对技术和编码技术，将两种技术相结合能有效提高系统的空间分辨率和信噪比；通过理论分析和实验验证，证明提出的混合脉宽编码方案相对于直接结合方案具有更优的系统信噪比。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果，。除文中己经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过

5、的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。、学位论文作者签名：神，文《曰期：／．山／．４西南交通大学硕±研究生学位论文第王页摘要一布里渊光时域分析（ＢｒｉｌｌｏｕｉｎＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅＤｏｍａｉｎＡｎａｌｙｓｉｓ，ＢＯＴＤＡ）是种分布一式传感技术，可Ｗ测量光纤上每点的温度和应力，因此在桥梁、大项、油气管道和铁路的健康监测上具有显著优势。为了提高ＢＯＴＤＡ在长距离监测中的信噪比，研究，本文主要研巧其中的编码技术

6、者们提出了很多方法。通过对受激布里渊放大过程的研究，从理论上分析了编码技术对ＢＯＴＤＡ的影响，并通过仿真和实验深入研究了编码对信噪比的改善作用一。为进步提高空间分辨率和一系统信噪比，研究了种新的混合脉宽编码方案，并在理论上和实验上得到了验证。首先介绍了ＢＯＴＤＡ的传感原理，研究了受激布里渊散射的发生原理，并在ＭＡＴＬＡＢ中建立ＢＯＴＤＡ仿真模型一。介绍了种提高空间分辨率的最常用方法，即差＊瓶－分脉冲对技术脚ｒｅｎｔｉａｌＰｕｌｓｅｗｉｄｔｈＦａｉｒ，ＤＰＰ，并且在理论上进行了推导，最后在）仿真和实验中进行了验证

7、。其次，介绍了基于ＢＯＴＤＡ的常用兰种编码技术Ｓｉｍｐｌｅｘ、Ｈａｄａｍａｒｄ和Ｇｏｌａｙ，对Ｈ种编码技术进行了理论推导和仿真验证，同时对比分析了这Ｈ种编码方式的性能，并通过实验验证了Ｇｏｌａｙ编码效果。一接着，为了进步提高ＢＯＴＤＡ系统性能，在采用差分脉冲对（ＤＰ巧技术基础上提出与双极性编码结合的混合脉宽编码方法，通过仿真发现其信噪比相比原始方法提高４倍。还搭建ＢＯＴＤＡ系统平台对提出的混合脉宽编码方法进行实验验证。实验结果表明，混合脉宽编码方法能有效提升ＢＯＴＤＡ系统的信噪比。一最后，利用数字图像处理方法对Ｂ

8、ＯＴＤＡ实验结果进步优化，并比较了两种常用的数字图像算法，即高斯算法和非局部平均算法，验证了数字图像算法对信噪比的提升。关键