【摘 要】
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无线光通信又被称为自由空间光通信,它利用光信号进行信息的传输,将自由空间作为光信号的传播介质。无线光通信融合了传统的无线电通信和光纤通信的优点,具有传输频带宽、频带资源不受管制、抗电磁干扰能力强、保密性高等优势。随着光器件技术的进步以及5G等信息技术快速发展带来的海量数据通信需求,无线光通信技术具有广阔的应用前景。在无线光通信系统中,一般采用强度调制、直接检测的方案,常用的调制方式有OOK调制和脉
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无线光通信又被称为自由空间光通信,它利用光信号进行信息的传输,将自由空间作为光信号的传播介质。无线光通信融合了传统的无线电通信和光纤通信的优点,具有传输频带宽、频带资源不受管制、抗电磁干扰能力强、保密性高等优势。随着光器件技术的进步以及5G等信息技术快速发展带来的海量数据通信需求,无线光通信技术具有广阔的应用前景。在无线光通信系统中,一般采用强度调制、直接检测的方案,常用的调制方式有OOK调制和脉冲位置调制（PPM）,两者相比较,PPM调制具有更高的功率效率和更低的误码率,OOK则更加简单,并且带宽效率更高,但是抗干扰性不如PPM。考虑到大气信道对光信号的吸收和散射导致的信号衰减,以及大气湍流对光信号的影响,本文选择PPM调制作为无线光通信系统的调制方式。本文重点研究了 PPM调制解调的方法,详细分析了 PPM调制解调中各个步骤的原理,提出了全新的符号同步方法,该方法比传统的符号同步方法更加简单直接、稳定可靠;本文基于FPGA还实现了 PPM信号的调制、位同步、符号同步以及解调,最终在无线光通信系统中采用了本文设计的PPM调制解调方案,经过误码仪测试,可以实现零误码的通信。本文的主要工作如下:1.通过理论分析和计算,比较了 PPM调制和OOK调制在功率效率、带宽效率、传输容量以及错误概率上各自的特点;2.基于FPGA,设计了 PPM调制的方案,在软件仿真平台进行了仿真实验,并且将代码下载到FPGA中进行了实验,实现了 PPM的正确调制;3.分析了传统的符号同步方法的优缺点,并提出了全新的符号同步方法,该方法简单直接且更加可靠,在软件仿真平台进行了仿真实验,并且将代码下载到FPGA中进行了实验,实现了 PPM的正确符号同步;4.基于FPGA实现了数字锁相环的设计,并且用于PPM信号的位同步,经过仿真和在FPGA上进行实验,实现了 PPM的正确位同步;在无线光通信系统中采用本文设计的PPM调制解调方案,并进行了实际的实验,实现了零误码通信过程。
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