【摘 要】
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自由空间光通信（Free Space Optical Communication,FSO）由于其巨大的无需授权带宽、速率高容量大、保密性高、部署灵活、成本低等优点,成为了射频通信的有效替代方案,在军事和商业领域受到了越来越多的关注。在FSO中,链路易受环境影响,需要高灵敏度的FSO系统。相较于相干检测的FSO系统,强度调制/直接检测（Intensity Modulation/Direct Dete
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自由空间光通信（Free Space Optical Communication,FSO）由于其巨大的无需授权带宽、速率高容量大、保密性高、部署灵活、成本低等优点,成为了射频通信的有效替代方案,在军事和商业领域受到了越来越多的关注。在FSO中,链路易受环境影响,需要高灵敏度的FSO系统。相较于相干检测的FSO系统,强度调制/直接检测（Intensity Modulation/Direct Detection,IM/DD）的FSO系统结构简单、功耗低、体积小,但其灵敏度较低。对于IM/DD系统,脉冲位置调制（Pulse Position Modulation,PPM）作为一种高功率效率的调制方案,对信道的抗干扰能力强,有较高的灵敏度,且结构简单,复杂度低。因此,研究PPM系统在FSO中的应用对于高灵敏、低成本的FSO系统具有重要意义。本文主要对以下内容进行了研究:（1）针对传统算法难以在时钟频率较低的现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）中实现Gbps量级的高速PPM通信的问题,对PPM系统关键技术进行并行化研究,在时钟频率仅为77.1MHz的FPGA中实现了速率为1.2336Gbps的高速PPM通信。（2）针对IM/DD FSO系统灵敏度较低的问题,对PPM系统技术进行改进,在直调直检FSO平台上,基于FPGA,设计并实现了16-PPM上下行通信系统。经测试,以误码率（Bit Error Ratio,BER）=1E-7为限,1.2336Gbps下行链路的灵敏度为-44.2d Bm,200Mbps上行链路的灵敏度为-57.4d Bm,实现了高灵敏度的IM/DD FSO上下行系统。（3）为了进一步提升灵敏度,研究了基于低密度奇偶校验码（Low Density Parity Check Code,LPDC）的PPM软解调算法。经测试,以BER=1E-7为限,该系统的灵敏度达-59.61 d Bm,较实时下行链路,提高了15.41 d B,证明了该算法可极大的提高PPM系统的灵敏度。
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