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本课题来源于西安理工大学“青年教师特色与创新研究计划”和陕西省教育厅科技专项基金,同时列入陕两省“火炬计划”项目(2002HK52) 。大气激光通信是一种新兴的无线通信方式,它将传输的信息调制在光脉冲上,在THz光谱范围内传输信息,具有很高的数据传输速率。光脉冲位置调制(PPM)具有能量传输效率高(每光子传输的信息量),抗干扰能力强等优点,是大气激光通信中的一项关键技术,因此越来越受到人们的重视。本文根据PPM的特点,设计了PPM调制解调系统,对工程中的相关问题进行了详细讨论,本文的主要工作包括:1. 根据PPM信号的特点,建立了PPM信号的数学模型,对最常用的单脉冲位置调制信号的功率谱进行了详细的分析,以理想PPM信道为例,讨论了PPM信号的功率利用率和频带利用率,为PPM时隙同步系统的设计提供了理论基础。2. 住分析了大气激光通信的工作原理及工作流程的基础上,设计了PPM调制解调系统的字同步、帧同步和时隙同步电路,为系统的可靠工作奠定了基础。3. 基丁DSP和FPGA技术,设计了PPM调制/调制解调系统,同时详细阐述了PPM调制解调系统的设计原理,实现了PPM发射机和接收机的数字化。4. 选用TI公司的TMS320LF2407作为DSP处理芯片、Xilinx公司的Sparcan-Ⅱ系列PQ208作为FPGA芯片,DSP的软件采用汇编语言编写,FPGA的设计语言选用Verilog硬件描述语言,实现了数字信号的PPM编码、系统的控制以及与主机的通信。本文重点阐述了PPM编码到PWM编码转换的原理,数字锁相环设计原理及提取时隙时钟信号的原理,利用 Gold码设计帧同步头的原理,以及使用滑动相关检测帧同步头的方法。实验结果表明:PPM调制/解调系统工作可靠,逻辑关系正确,能够很好的完成大气激光通信的信息调制与解调。