基于紫外光通信的 FEC 和 DPPM 的讨论及实现紫外光通信是基于大气散射,采纳日盲区中紫外波段(200-280nm)光波进行通信传输,主要应用于短距离的、保密的通信,是常规通信的一种重要补充。本文主要讨论工作是基于紫外光通信大气散射模型的编解码及调制解调理论分析与电路实现。信道编码和调制技术是紫外光通信中的关键技术。本文首先介绍了紫外光通信的系统组成原理以及讨论现状,详细分析了紫外光通信中调制编码的工作原理,并在此基础上提出了基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的发射机和接收机设计的详细方案。本文提出了一种新的实现方案,该方案主要基于嵌入式技术,通过将用户自定义的逻辑模块,存储器,输入/输出设备集成到单块成本低的 FPGA 上,组成一个可编程片上系统(SOPC),以实现发射端编码调制功能和接收端解调译码功能。该方案相对于基于 DSP 或者 ARM 微处理器的设计,成本可以降低 50%,功耗更低。而且还可以降低整个系统的能耗,并提高信道传输效率,以及在同等条件下可以增加发射机和接收机的传输距离。同时本文对前向纠错(FEC)编码和差分脉冲位置调制(DPPM)子系统的实现做了详细理论分析讨论。完成了紫外光通信系统发射机与接收机电路部分的硬件实现。采纳 FPGA 实现发射机和接收机的硬件子系统的核心部分,硬件描述语言采纳的是 Verilog。发射机和接收机硬件子系统的包括 FEC 编解码,DPPM 调制解调,信号的串并转换模块以及时隙同步等模块。采纳 Modelsim 对这些模块进行了功能仿真,并最终采纳 Quartus 对这些模块进行了综合生成配置文件,从而构成一个 SOPC 系统。最后对发射机与接收机进行了软硬件协同测试。将 FPGA 配置文件下载到FPGA 中,再通过闪存编程软件将应用程序烧写到扩展闪存中,从而构建出一个完整的发射机子系统或者接收机子系统。测试结果表明设计的发射机和接收机子模块能够完成数据速率为 10kbit/s的数据传输。
