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OPPM(Overlapping Pulse-Position Modulation)是PPM(Pulse-Position Modulation)的改进形式，是对PPM调制信号集的扩展，在不缩短光脉冲宽度的前提下相比PPM具有更高的信息传输效率，但由于正交性的破坏其抗码间干扰的能力相比PPM有所下降，需要采用适当的信道编码技术来改善系统的性能。现有的Turbo码、RS码等编码方式虽然能够获得一定的编码增益，但纠错能力的获得都是以牺牲带宽利用率为代价的。如果存在某种编码方式能够在保持带宽利用率的前提下获得编码增益，无疑可以缓解通信系统中信息传输的有效性与可靠性之间的矛盾。TCM(Trellis Coded Modulation)是一种将编码和调制作为一个整体进行设计的新型编码方式，通过在卷积码和调制信号之间进行适当的映射，扩大信号序列之间的欧几里德距离，从而提高系统的抗干扰能力，获取编码增益。由于该方法是通过系统内部的组合优化来提高系统的整体性能，所以既不降低带宽利用率，也不降低功率利用率。将TCM技术应用于大气激光通信系统中发挥它的优势是一个非常有意义的研究课题。本文主要研究将TCM技术应用于采用OPPM调制方式的大气激光通信系统中，在不降低带宽利用率的前提下改善系统性能的方法。本文在研究PPM、OPPM两种调制方式以及TCM原理的基础上，设计出面向80PPM的TCM系统，并对该系统在MATLAB7．0环境下进行了计算机仿真，仿真结果表明通过引入TCM技术可以使得80PPM调制相比4PPM调制在不降低带宽利用率的前提下获得1～3dB的编码增益。在设计系统的时间同步模块时除考虑到自相关函数的要求，还结合TCM系统网格图的特点选择不能连续发送的OPPM信号序列作为最佳同步码序列，可以降低假同步概率。随后对TCM系统中发送端和接收端的各个模块进行基于FPGA的建模与设计，仿真结果表明所设计的系统能够达到预期的功能要求。最后使用集成电路验证系统实验箱(配合Xilinx公司的XC2S200 PQ208 FPGA适配板)、激光器、光电探测器、万用表、逻辑分析仪等硬件设备搭建实验系统，对实验系统的测试表明在所设定的实验条件下能够实现双方正常通信。