【摘 要】
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针对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)信号处理复杂、计算量大、实时性要求高的特点,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)异构加速计算技术的Φ-OTDR实时信号处理系统。对外
【机 构】
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杭州电子科技大学电子信息学院; 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室; 中国科学院大学材料与光电研究中心;
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针对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)信号处理复杂、计算量大、实时性要求高的特点,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)异构加速计算技术的Φ-OTDR实时信号处理系统。对外差探测式Φ-OTDR信号处理流程进行了分析与分解,提出了基于FPGA的滑动窗数据帧分割、多通道并行FFT计算、频域滤波、短时能量求和等一系列加速计算方法。系统最终实现了在40km光纤传感距离、2KHz重复频率与1米采样间隔下的长时间、实时扰动信号解调与显示,并且具有80%的帧重叠率。该FPGA系统作为异构加速器,能够减轻计算机数据处理压力,保证了传感系统高重复频率下的运算实时性,为系统可靠性和稳定性提供了有效保障。
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