基于脉冲位置调制的无线光通信多级编码调制及其多阶段解调译码算法

针对无线光通信脉冲位置调制(PPM)与信道编码的结合应用,提出了一种多级编码调制方案,利用多级编码的多级标签结构,将PPM符号所对应的分组比特分拆到不同子码通道的码字中,同时结合PPM的信号集分割和极大似然检测解调方法,推导了方案的多阶段解调译码算法。在弱湍流大气条件下的仿真分析表明,PPM多级编码调制相对单级编码调制在误码率10-6下获得0.85 dB以上的增益,且可实现对不同重要程度信息段的不等差错保护。在分量码码型给定的条件下,按纠错能力逐级配置分量码并采用所推导的多阶段解调译码,可为系统提供更好差错性能,优于直接的并行译码方法。     

弱湍流下基于PPM调制和RS码的ALC系统差错性能分析

引入了RS码作为大气光通信的信道编码,讨论了在高斯信道和弱湍流信道下,基于PPM调制和RS编码大气光通信系统的性能,仿真比较了未编码与编码系统的差错性能,仿真结果表明,在相同的差错性能条件下,编码增益提高2～3 dB,在高斯信道中的差错性能优于弱湍流信道.     

无线光通信中PPM的RS级联编码调制研究

在脉冲位置调制(PPM)直接检测光通信系统中插入RS级联编码构成一种新的PPM光通信系统(RS-PPM),该方式对PPM直接检测光通信系统进行了改进,并用Mat l ab对编码系统和未编码系统的误比特率进行了仿真比较,仿真结果表明,基于RS级联编码的PPM系统具有较好纠错和抗干扰能力。     

QAM调制下基于卷积码与累加编码调制级联的纠错码性能研究

基于卷积码与累加编码的PPM调制级联码(SCPPM)在泊松信道光PPM调制下具有极优异的性能。文章将这种累加编码结构引入到QAM调制中,分析其性能。将卷积码+累加编码+QAM调制串行级联(SCAQAM)纠错方案与常规基于卷积码、并行级联卷积码(Turbo)以及低密度奇偶校验码(LDPC)的比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统进行比较,并进一步比较了SCAQAM系统的自然、格雷、反格雷星座映射方式。结果表明,在高阶QAM调制下,这种纠错结构具有极优异的误码性能。对于16QAM及64QAM调制,SCAQAM相对于另外几种纠错码结构的BICM-ID系统分别有约0.3和0.5 dB的性能提升,只有卷积码与累加码结合才更具性能优势。并且SCAQAM将累加后的比特流以反格雷方式映射具有更优异的性能。     

基于TPC码的TPC-PPM编码调制及其在湍流下的仿真分析

针对大气光通信脉冲位置调制(PPM)调制方式与普通纠错编码结合有效性差的问题,在分析大气无线光通信信道特性和PPM符号形式的基础上,提出了具有良好抗衰落性能和高功率利用率的Turbo乘积码(TPC)-PPM编码调制机制.研究了该机制下比特交织离散连续错误能力,并导出了适合软输入输出(SISO)迭代译码的PPM软解调置信...     

光通信中基于脉冲调制的联合编码调制研究

为了研究无线光通信中数字脉冲调制与信道编码的联合编码调制问题,在给出调制时域结构的基础上,采用理论推导和数值仿真相结合的方法,分析了基于二进制线性分组码的开关键控、数字脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制系统的差错性能,得出了信道编码纠错能力与调制阶数的结合关系。结果表明,采用开关键控调制的系统,其汉明距离与欧式距离等价,故不存在调制与信道编码参量匹配问题;脉冲位置调制系统在纠错个数大于调制阶数时,可取得较明显的编码调制增益,当纠错个数能被调制阶数整除时,编码和调制达到匹配;由于数字脉冲间隔调制的符号时隙不固定,存在错误传播现象,不宜与差错编码联合使用。所得结果可为无线光通信链路的设计提供参考。     

大气二维光PPM CDMA通信系统

提出了采用脉冲相位调制(PPM)和采用纠错能力极强的Turbo码进行信道编码的大气信道二维光码分多址(OCDMA)系统,考虑存在多用户干扰、大气闪烁、背景光噪声以及APD接收机噪声等问题,研究了信道编码前后系统误码率性能.对M=4的PPM OCDMA系统的误码率性能研究表明,在光强闪烁的对数方差小于0.1时,能够实现大气OCDMA通信;在采用Turbo编码后,系统性能明显改善,和只采用多用户干扰检测技术的系统方案比较,采用Turbo编码可更有效改善系统性能.     

改进的T-PPM编码在大气弱湍流下的性能分析

网格编码调制(TCM)与脉冲幅度调制(PPM)相结合的T-PPM编码具备了双方在纠错能力和发射功率效率方面的优点,在空间光通信中有广阔的应用前景。而传统的T-PPM编码调制技术在映射方面存在缺陷,制约了系统的可靠性。为改善大气湍流光通信系统的误码性能,提出一种适用于单载波弱湍流空间光信道的改进型T-PPM技术。这种方法采用格雷映射取代传统TCM中的"子集划分"映射,降低接收时的误判可能性。仿真结果表明,格雷码映射能显著改善误码性能;在误码率为10-3处,格雷码映射相比子集映射提高了约0.2 dB增益,有效改善系统的差错性能;在1 ps和2 ps展宽量条件下误码率(BER)分别减少至传统方案的约1/2和4/5,从而验证了格雷码映射的优越性。     

TCM码在光PPM通信系统中的误码性能分析

文章把网格编码调制(TCM)引入到光脉冲位置调制(PPM)中,研究其对光PPM系统误码性能的改善.通过理论推导及对8T-PPM、16PPM和16T-PPM、32PPM分别进行MATLAB仿真,得到以下结论:在保持带宽不变的前提下,8T-PPM与16PPM信息速率相同,但前者误码性能优于后者,且最大达到4.8 dB;虽然16T-PPM的信息速率是32PPM的1.2倍,但前者误码性能优于后者,且最大可达到3.4 dB.TCM确实能有效地改善系统的误码性能.     

面向OPPM的TCM系统设计与仿真

文章作者设计并仿真了一种卷积码与8OPPM(重叠脉冲位置调制)相结合的TCM(网格编码调制)系统.该系统能够在不降低带宽利用率的前提下改善OPPM系统性能.计算机仿真结果表明:该系统相对未编码的4PPM(脉冲位置调制)系统可以取得1～3 dB的编码增益.     

基于QC-LDPC的水下激光通信编码技术

针对水下蓝绿激光远距离可靠通信的需求,文中提出了PPM与QC-LDPC相结合的调制编码通信方法.通过对不同码长、码率与PPM调制阶数的组合方案进行仿真,找出在不同SNR条件下的最优QC-LDPC编码与PPM调制的组合方案.文中介绍了经典PPM信号的原理与QC-LDPC码的基本结构,并通过MATLAB软件模拟实现PPM信...     

背景噪声限下直接检测光PPM编码系统的性能研究

本文研究了背景噪声限下采用编码的直接检测光ＰＰＭ系统的性能，分析了具有不同码率的采用硬判决译码的ＲＳ码，采用最大似然（ＭＬ）译码的卷积码的性能及未编码的ＰＰＭ系统的性能，给出了相应的误比特率和每信息比特信噪比的关系曲线。结果表明：对背景噪声限下的直接检测光ＰＰＭ系统，随着码率的降低，编码不一定能改善系统性能。     

一种基于RS码和MPPM的新型大气激光通信系统

为了进一步改善大气激光通信系统的性能,将具有强纠错能力的RS码和具有更强的传信能力和更高的带宽利用率的三脉冲的多脉冲位置调制(MPPM)技术引入了系统。实现了一种新型的大气激光通信系统,即基于RS码和MPPM的大气激光通信系统。实验结果表明,用FPGA实现的这种新型系统能够正确地完成二进制信息的传送。     

时钟抖动对水下激光MPPM通信的误码影响分析

多脉冲位置调制(multi-pulse position modulation,MPPM)与脉冲位置调制相比具有能量信息效率高和带宽低的优点,是水下激光通信中一种有效的通信方式.为了研究时钟抖动对激光水下多脉冲位置调制通信的误码影响,在分析MPPM时钟抖动时的性能的基础上,通过理论计算提出了MPPM最小误比特率的映射列表的方法,分析并仿真了MPPM使用二进制码和格雷码两种编码方式的误比特率.结果表明,在相同的传输带宽和传输速率下,使用格雷码编码的MPPM误码性能优于二进制编码,且MPPM的性能优于脉冲位置调制,误比特率降低约2.4dB.该研究结果对提高水下激光通信性能具有一定的理论参考价值.     

Performance analysis of time-hopping spread-spectrum multiple-access systems: uncoded and coded schemes

An ultra-wide bandwidth time-hopping spread-spectrum code division multiple-access system employing a binary PPM signaling has been introduced by Scholtz (1993), and its performance was obtained based on a Gaussian distribution assumption for the multiple-access interference. In this paper, we begin first by proposing to use a practical low-rate error correcting code in the system without any further required bandwidth expansion. We then present a more precise performance analysis of the system for both coded and uncoded schemes. Our analysis shows that the Gaussian assumption is not accurate for predicting bit error rates at high data transmission rates for the uncoded scheme. Furthermore, it indicates that the proposed coded scheme outperforms the uncoded scheme significantly, or more importantly, at a given bit error rate, the coding scheme increases the number of users by a factor which is logarithmic in the number of pulses used in time-hopping spread-spectrum systems.     

BER Performance Analysis of Spectral Phase-Encoded Optical Atmospheric PPM-CDMA Communication Systems

We propose spectral phase-encoded optical atmospheric (OA) code-division multiple-access (CDMA) systems with pulse-position modulation (PPM) and theoretically analyze the bit error rates (BERs). We compare the BERs of the proposed system to those of time-encoded OA-PPM-CDMA systems at the same bit rate and chip rate. We show that, even if the proposed spectral phase-encoded OA-PPM-CDMA system is equipped with no mitigation techniques of multiple access interference (MAI) and scintillation, the proposed system achieves lower BERs than both time-encoded OA-PPM-CDMA systems, both with and without a mitigation technique of MAI/scintillation, due to its higher code spreading gain and higher tolerance to noise.     

Channel coding for asynchronous fiberoptic CDMA communications

Several studies have explored the feasibility and systems performance aspects of a code division multiple access (CDMA) format for fiberoptic networks. Previously discussed CDMA architectures would either have to tolerate a high bit error rate or be forced to use long code sequences in networks with even a moderate number of simultaneous users. The use of long sequences lowers the maximum achievable bit rate or places unrealistic requirements on the system hardware. This paper examines some of the possible improvements to system performance that could be realized by combining the CDMA format with external error correcting codes (ECCs) or a PPM format. It is determined that ECCs can be highly effective in lowering the BER, and/or increasing the achievable information bit rate and number of network users. The results are sufficiently encouraging to conclude that one should seriously consider including ECCs in any practical fiberoptic CDMA network