本文關(guān)鍵詞：大氣激光通信調(diào)制解調(diào)技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大氣激光通信系統(tǒng)憑借其頻帶寬、傳輸速率高、抗干擾性能好、保密性好、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等諸多優(yōu)點(diǎn)得到越來越廣泛的應(yīng)用。大氣激光通信系統(tǒng)普遍采用強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(Intensity Modulation/Direct Detection,IM/DD)系統(tǒng)作為其調(diào)制解調(diào)技術(shù)。開關(guān)鍵控(On-Off Keying,OOK),脈沖位置調(diào)制(Pulse Position Modulation,PPM)及數(shù)字脈沖間隔調(diào)制(Digital Pulse Interval Modulation,DPIM)作為IM/DD系統(tǒng)中經(jīng)典的調(diào)制方式得到了普遍運(yùn)用。針對PPM調(diào)制的帶寬利用率低、需要幀同步和DPIM符號長度不固定的缺點(diǎn),先后有多種調(diào)制方式被提出。其中定長數(shù)字脈沖間隔調(diào)制(Fixed Length Digital Pulse Interval Modulation,FDPIM)在繼承PPM和DPIM各自優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,解決了PPM需要幀同步以及DPIM符號長度不固定的問題,但自身具有帶寬利用率較低以及信道容量較小的缺點(diǎn)。本文在大氣激光通信調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,主要工作如下:1.針對FDPIM調(diào)制帶寬利用率較低以及信道容量不大的弊端,提出了一種適合大氣激光通信且易實(shí)現(xiàn)的新的調(diào)制方式——定長對稱脈沖間隔調(diào)制(Fixed Symmetric Pulse Interval Modulation,FSPIM)。詳細(xì)介紹了FSPIM調(diào)制的符號結(jié)構(gòu)和編譯碼原理,主要原理是利用對稱時隙映射減少了一半的傳輸帶寬,并通過添加標(biāo)識脈沖以實(shí)現(xiàn)正反映射的區(qū)分和自帶符號同步功能。2.對FSPIM調(diào)制的平均符號長度、帶寬需求、帶寬利用率、功率效率、差錯性能以及信道容量進(jìn)行了詳細(xì)論述、公式推導(dǎo)及數(shù)值仿真。將FSPIM調(diào)制與其他常用的6種調(diào)制方式進(jìn)行了性能對比并分析了FSPIM的優(yōu)劣勢。結(jié)果表明,FSPIM調(diào)制方式具有良好的帶寬利用率和信道容量、符號長度固定以及自帶幀同步等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是差錯性能稍弱,但仍好于OOK調(diào)制方式。3.基于現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)設(shè)計(jì)了FSPIM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng),論述了其工作原理,并運(yùn)用VHDL語言在Quartus II平臺下,成功對整個FSPIM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了基于FPGA的仿真實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步驗(yàn)證了本文所提出的FSPIM調(diào)制方式在大氣激光通信系統(tǒng)應(yīng)用中的可行性與實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：大氣激光通信 調(diào)制方式 幀同步 誤時隙率 信道容量 FPGA
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 無線激光通信概況14-16
• 1.1.1 國外發(fā)展概況14-15
• 1.1.2 國內(nèi)發(fā)展概況15-16
• 1.2 大氣激光通信特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)16-18
• 1.2.1 大氣激光通信的特點(diǎn)16-17
• 1.2.2 大氣激光通信的關(guān)鍵技術(shù)17-18
• 1.3 課題背景及意義18-19
• 1.4 主要貢獻(xiàn)及內(nèi)容安排19-20
• 第二章 大氣激光通信的類脈沖位置調(diào)制技術(shù)20-24
• 2.1 大氣激光通信調(diào)制技術(shù)的發(fā)展20-21
• 2.2 常用調(diào)制方式21-23
• 2.2.1 開關(guān)鍵控調(diào)制21
• 2.2.2 脈沖位置調(diào)制21-22
• 2.2.3 數(shù)字脈沖間隔調(diào)制22
• 2.2.4 差分脈沖位置調(diào)制22
• 2.2.5 差分幅度脈沖位置調(diào)制22-23
• 2.2.6 定長數(shù)字脈沖間隔調(diào)制23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 FSPIM調(diào)制的性能分析及比較24-52
• 3.1 FSPIM調(diào)制的符號結(jié)構(gòu)24-26
• 3.2 平均符號長度分析26-27
• 3.3 帶寬需求和帶寬利用率分析27-30
• 3.4 平均發(fā)射功率分析30-31
• 3.5 差錯性能分析31-43
• 3.5.1 高斯信道下差錯性能分析31-35
• 3.5.2 湍流信道下差錯性能分析35-43
• 3.6 信道容量分析43-50
• 3.6.1 高斯信道下信道容量分析43-44
• 3.6.2 湍流信道下平均信道容量分析44-50
• 3.7 本章小結(jié)50-52
• 第四章 基于FPGA的FSPIM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)52-60
• 4.1 集成開發(fā)環(huán)境介紹52-53
• 4.1.1 Cyclone V GX開發(fā)板介紹52-53
• 4.1.2 Quartus II開發(fā)平臺53
• 4.2 FSPIM調(diào)制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53-54
• 4.2.1 FSPIM調(diào)制系統(tǒng)原理53-54
• 4.2.2 FSPIM調(diào)制系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)54
• 4.3 時隙同步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)54-57
• 4.3.1 數(shù)字鎖相環(huán)工作原理54-57
• 4.3.2 時隙同步系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)57
• 4.4 FSPIM解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)57-59
• 4.4.1 FSPIM解調(diào)系統(tǒng)原理57-58
• 4.4.2 FSPIM解調(diào)系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)58-59
• 4.5 FSPIM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)整體FPGA實(shí)現(xiàn)59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-68
• 作者簡介68-69

【相似文獻(xiàn)】

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