基于FPGA的紫外光调制技术研究.pdf

基于FPGA的紫外光调制技术研究，探讨了如何利用现场可编程门阵列（FPGA）技术提高紫外光通信系统的性能。具体而言，这项研究关注于通过脉冲位置调制（PPM）和循环冗余校验码（CRC）技术来提升紫外光通信系统的光功率利用率，以及降低误码率。 紫外光通信利用太阳紫外光成分的辐射，通过大气层时，由于氧气和臭氧层的作用，部分波段的紫外辐射被滤除，形成一个被称为“日盲区”的波段。在这个波段中，太阳的辐射几乎不存在，因此使用日盲区的紫外线作为通信载体，可将背景噪声视为零，显著增强通信的抗干扰能力。紫外通信系统因其高保密性、强抗干扰性以及全天候工作的能力而备受关注。 研究者提出了基于PPM和CRC的调制系统，以改善光通信系统的性能。PPM是一种信号调制方式，它通过改变脉冲的位置来传递信息，适用于带宽受限的通信系统。CRC是一种校验技术，用于检测和纠正数据传输中的错误。在FPGA平台上，PPM的实现方式和CRC算法的硬件实现，以及异步时钟域数据处理是本研究的关键技术。 通过测试表明，在数据传输速率为9.6 Kb/s时，采用CRC反馈重发纠错模式的系统能够使误码率降低到10^-6以下。这意味着PPM和CRC编码技术在紫外通信系统中的应用是有效的。此外，系统中还实现了异步时钟域数据同步、数据存储、串并及并串转换等功能，并由紫外LED灯作为光源，光电倍增管作为紫外光探测器构成。 该研究采用了FPGA平台来实现紫外光通信系统的关键功能。FPGA是一种可编程逻辑设备，它可以重新配置以实现不同的数字电路功能。与传统集成电路相比，FPGA在原型设计、测试以及小规模生产的应用中具有显著优势。它的可重配置性，让系统设计者可以更灵活地优化和调整设计，从而提高系统的性能和可靠性。 研究中还提到了利用FPGA实现异步时钟域数据同步的重要性。在数字通信中，异步时钟域意味着数据在不同频率或相位的时钟信号下生成和处理。异步数据同步是实现两个不同时钟域之间可靠通信的关键技术，它要求设计者处理数据传输中的时钟偏差、延迟变化和同步问题。在紫外光通信系统中，这一技术对于确保数据的完整性和准确传递至关重要。 这项研究也为后续的紫外光通信系统设计提供了理论参考和技术支持，展示了FPGA在该领域的应用前景，并指出了进一步改进和优化的方向。随着无线通信技术的不断发展，基于FPGA的紫外光调制技术研究具有重要的现实意义和广阔的应用前景。