基于FPGA的PPM调制解调系统设计
0引言
目前,大气激光通信、无线红外通信以及新兴的紫外光通信技术发展迅猛,是现代通信技术研究的一个热点。尤其是新兴的紫外光通信技术,它工作在通常所说的紫外光“日盲区”,利用该波段的紫外光进行通信其背景噪声可视为零,也使得紫外光通信具有低窃听率、低位辨率、全方位、高抗干扰能力等优点。光通信系统大多采用设计为强度调制／直接检测(IM／DD)的系统,应用于强度调制／直接检测光通信系统中的调制方式有很多种,脉冲位置调制(PPM)是一种正交调制方式,相比于传统的开关键控(OOK)调制,它具有更高的光功率利用率和频带利用率,并能进一步提高传输信道的抗干扰能力。此外,PPM降低了光辐射平均功率的要求,小辐射功率对延长发射光源工作寿命特别重要,能有效提高整机系统的使用寿命。
本文从工程应用出发,根据PPM的基本原理和数学模型,对PPM调制解调系统进行了设计,并用Verilog HDL语言在Quartus上完成了系统仿真。
1 PPM的基本原理与数学模型
根据脉冲形式,脉冲位置调制可分为三种：单脉冲位置调制(L-PPM),差分脉冲位置调制(L-DPPM)以及多脉冲位置调制(MulTI- PPM)。从带宽利用率、传输速率以及工程实际应用上综合考虑,选择L-PPM作为PPM实现的具体方式。
L-PPM是将一个n位二进制数据组映射为由2n个时隙组成的时间段上的某一个时隙处的单个脉冲信号。易知,一个L位的PPM调制信号传送的信息比特为log
2 PPM调制系统设计
由上述讨论,不难发现PPM的调制过程本质上是一个计数过程。程序需计算并行数据中的数值,并在相应的时隙位置输出一个高脉冲,其他位置不输出脉冲,从而保证信号的一一映射。
