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这篇文章主要介绍了基于差分脉冲位置调制（DPPM）的激光雷达通信测距一体化方法，以下是对文件核心内容的总结：

1. 研究背景与意义：

• 针对激光雷达系统频谱利用率低和功耗高的问题，提出了一种DPPM调制的激光雷达通信测距一体化方案。

• 该方案旨在提高系统性能，简化系统结构，减少设备数量，并满足集成传感与通信（ISAC）系统的需求。

2. 系统结构与原理：

• 系统通过DPPM调制技术，利用脉冲时隙位置的不同来代表通信数据和测距帧信号。

• 接收机根据脉冲时隙位置解调出通信信号，并通过飞行时间（TOF）法实现测距功能。

• 采用脉冲累加算法处理回波信号，提高信噪比，解决低信噪比问题。

3. 硬件电路设计：

• 脉冲光发射电路：包括DPPM调制电路、D/A转换器、运算放大器、信号比较器及垂直腔面发射激光器（VCSEL）。通过FPGA处理器控制，实现数字调制信号的模拟转换和激光脉冲的精确发射。

• 脉冲光接收电路：包括雪崩光电二极管（APD）、跨阻放大器（TIA）、信号比较器、数据采集器和DPPM解调器。APD将光信号转换为电流信号，TIA转换为电压信号，并通过FPGA进行数据处理和解调。

4. 仿真分析与实验测试：

• 使用ModelSim和Matlab进行仿真分析，验证DPPM调制与解调、数据接收模块、测距模块及脉冲累加算法的功能和性能。

• 仿真结果表明，DPPM调制在不同湍流信道和通信距离下的误码率表现，以及脉冲累加算法对信噪比的提升效果。

• 实验测试通过FPGA开发板搭建系统，实现5 Mb/s的通信速率和300 cm范围内的平均测距误差为±2.04 cm。

5. 测距模块与脉冲累加算法：

• 测距模块通过记录高脉冲之间的时隙数量完成测距，采用粗计数加细计数的方法提高测距精度。

• 脉冲累加算法通过多次采样和累加回波信号，提升信号信噪比，减少噪声干扰。

6. 实验结果与对比：

• 实验结果表明，该系统在实际应用中能够实现高精度测距和稳定通信。

• 与基于脉冲间隔调制（DPIM）的时间数字转换器（TDC）测量方法相比，该系统在测距精度上有所提升。

7. 总结与展望：

• 本研究通过DPPM调制技术实现了激光雷达通信测距一体化系统，提高了频谱利用率和系统性能。

• 未来研究可进一步优化算法和系统结构，提高系统实时性和稳定性，拓展应用场景。