基于LDPC-OFDM编码调制的无源光网络

在无源光接入网中,利用高编码增益的前向纠错编码和先进的调制技术可以降低系统对发射功率的要求,提升网络性能。本文将低密度奇偶校验(LDPC)码和正交频分复用(OFDM)调制技术引入无源光网络(PON),构建基于LDPC-OFDM编码调制的无源接入网系统,在20km单模光纤(SMF)上实现10Gbit/s LDPC-OFDM编码调制信号的下行传输,2Gbit/s编码OOK信号的上行传输。误码率(BER)均为10-3时,在下行链路LDPC-OFDM编码调制较未采用编码调制系统性能提升了3.9dB;在上行链路,LDPC编码信号性能较RS(255,223)和RS(255,239)分别有1.8dB和2.3dB的提升。     

基于误码率的软件无线电射频干扰效应分析

针对通信系统工作过程中受到外界电磁干扰而无法通信的问题,研究了基于软件无线电的电磁干扰效应及误码特征。通过分析典型软件无线电电磁信号传输特性及其信息链路电磁干扰耦合路径,设计了软件无线电通信干扰实验系统。该系统利用Simulink软件观测、记录通信信号眼图、星座图信息等受扰特征,并通过分析接收信号的误码率,给出了不同干扰信号对通信系统的影响规律：当同频干扰功率达到-40 dBm时通信开始出现误码,干扰功率每增加5 dB,误码率增加一个量级,干扰功率增加到-18 dBm时,误码率达到阈值0.25;邻频干扰误码率随干扰功率变化趋势与同频干扰一致,但出现误码的最小干扰功率更大;带外强干扰信号也会影响通信系统可靠性,在相同误码率情况下,需要更大的干扰信号功率且大小与信号频偏成正比。     

基于相位调制-相干检测的模分复用通信实验

采用光子灯笼作为模式复用/解复用器,搭建了6×6的模分复用通信实验系统,利用6个模式作为独立传输信道,采用相位调制-相干检测的方式,通过离线信号处理,在10 km少模光纤的传输条件下实现了6×8.5 Gbit/s信号的良好传输。实验结果表明:当LP_(01)、LP_(11a)、LP_(11b)、LP_(21a)、LP_(21b)、LP_(02)模式的接收功率分别为-37.84 dBm、-36.47 dBm、-36.20 dBm、-35.27 dBm、-35.37 dBm、-35.79 dBm时,各路信号的误码率均可达到10~(-3)以下。     

自干扰幅度及相位误差对全双工系统的影响

在加性白高斯噪声无线传播信道和自干扰信道中,分析了自干扰射频抵消幅度及载波相位估计误差对二进制相位调制同时同频全双工系统误码率的影响.分析结果表明:相同信干比条件下,误码率随幅度估计相对误差、载波相位估计数值误差的绝对值减小而减小;当载波频率为1.9 GHz、信干比为-120 dB、误码率为10-2,自干扰载波相位估计数值误差为10-5度时,同时同频全双工系统损失发射功率0.2 dB.     

使用PWAM光纤传输技术的红外检测系统(英文)

分析使用了一种PWAM(二级脉冲幅度调制以及脉冲宽度调制)光纤传输技术作为红外探测系统中的信号传输手段,用以取代传统的电缆传输方式。传输系统的主要指标设定在模拟信号的信噪比不小于50dB,数字信号的误码率不低于10-9。PWAM系统的接收机灵敏度作为主要的参数进行了分析。计算机仿真表明了PWAM光纤传输技术在红外探测系统中应用的良好性能。     

多速率接收及时钟数据恢复光纤激光传输实验研究

基于84km光传输链路,对L波段光纤激光器进行了多速率接收及时钟数据恢复实验。采用伪随机序列非归零(NRZ)码、高性能LiNbO3电光晶体调制器,调制速率从622Mb/s到2.7Gb/s。实验所用光纤激光器输出中心波长1 610.28nm,线宽0.1nm,边模抑制比大于45dB,输出功率稳定性优于0.02dB。对多速率接收眼图进行了测试,其各速率信号眼图张开度好、眼皮厚度小,结果表明测试系统无码间干扰和信号畸变,信号的信噪比较高。在误码率为10-12时,接收灵敏度可达到-30.62dBm,过载光功率为-4.1dBm。分析了影响系统传输质量的因素,研究了高速率下信号与时钟恢复后不同步的问题。     

基于误码率的通信系统电磁干扰效应研究

为系统客观地评价某通信系统的抗电磁干扰能力,提出一种以误码率为评价指标的电磁干扰效应实验方法,确定了不同干扰信号对该通信系统的作用规律,分析了干扰机理,结果表明：同频干扰时,在产生误码功率的前2 dBm,误码率逐渐增大,而后1 dBm范围内,误码率迅速增加到0.47,干扰功率与发射功率呈线性变化;误码率达到10^-2数量级,话筒发出吱吱声,达到0.47时显示屏出现死机现象;偏离发射频率2 MHz范围内的信号易产生干扰;带外强干扰信号会使通信系统减敏,干扰功率与信号频偏呈正比;互调干扰的两路信号同步变化时,其功率与发射功率呈线性关系,反之功率与信号频率之间的关系相同;扩频或RS编码可提高通信系统对同频小信号的抑制效果,而对邻频干扰,扩频反而使系统更易受到干扰,且产生干扰的功率区间变宽。     

0.14 THz 10 Gbps无线通信系统

太赫兹通信由于其固有的宽带特性,在Gbps以上的高速无线通信领域受到广泛关注。本文描述了一种工作在0.14 THz频段的无线通信系统,传输速率达10 Gbps。该系统基于超外差结构,中频采用数字信号处理技术进行16QAM高阶数字信号调制解调,依靠肖特基二极管次谐波混频技术实现从中频到太赫兹信号的频谱搬移。目前该系统已经通过了500 m 10 Gbps距离无线传输实验验证,通信频段为133.8 GHz～137.4 GHz,带宽3.6 GHz,发射功率0 dBm,传输误码率低于10-6。     

基于LDPC-OFDM编码调制在无源光网络的研究

将低密度奇偶校验码与正交频分复用相结合的编码调制方式引入到无源光网络中,并通过Optisystem和Matlab进行联合仿真,研究了基于LDPC-OFDM编码调制的PON系统的下行传输性能。结果显示,由LDPC-OFDM编码调制的信号,在无源光网络中可以实现10 Gbit·s-1的下行传输。在误码率均为10-4时,基于LDPC-OFDM编码调制的系统传输性能较未编码传输光有4.2 dB的提升。当信噪比＞2.6 dB时,Gallager构造法较Mackay构造法和BIBD构造法有更好的误码率性能,以及当信噪比＞4.6 dB时,LLR-BP及其改进译码算法能使系统性能得到改善。     

应用于Ka波段无线通信的发射前端模块设计与制造

介绍一种应用于Ka波段无线通信的发射前端模块,该模块由混频器、微带滤波器、压控振荡器、倍频器、功率放大器构成。射频(RF)信号工作在27.4~28 GHz频段内,中频信号固定在1 GHz。仿真结果显示,在工作频段内发射前端增益超过10 dB,发射功率为11.823 dBm,并且交调信号被抑制在63 dBc以下。在全部芯片工作的条件下,温度仿真结果显示芯片的结温低于64℃。测试结果显示,在工作频段内输出端信号线插入损耗低于0.34 dB,回波损耗小于-20 dB,VCO的8分频输出功率是-10.66 dBm。     

基于光子灯笼的3×3模分复用通信实验系统

建立了一种基于模式选择性光子灯笼型模式复用/解复用器的3×3模分复用通信实验系统,给出了系统的结构框图并阐述了其工作原理。分别利用模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)的信号传输信道作为独立信道,采用强度调制和直接探测系统,实现了3×4.25Gbit/s伪随机信号在10km少模光纤中的良好传输。实验测试了接收信号的波形、眼图和误码率。实验结果表明:当接收功率分别为-19.1dBm、-15.8dBm、-16.6dBm时,模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)三路信号的误码率均可达到10~(-3)。     

双级单边带调制产生光纤载太赫兹信号的系统性能分析

提出了一种应用于光纤载太赫兹通信系统(ToF)中双级级联单边带(DSSB)调制的新方案.该方案首先抑制载波双边带调制产生太赫兹波;然后选择载波抑制双边带中的一个边带进行一级单边带数据调制,在数据调制过程中再次采用基带单边带调制技术,由此产生双级级联单边带调制.另外,为了实现系统的优化,对系统中的一些关键参数进行了调整及性能测试,例如:上下边带的衰减比、复用器的带宽、滤波器的带宽等.最后,在系统性能最佳的状态下进行分析,结果显示:对0.1 THz中频载波、数据速率为5 Gbit/s的光载太赫兹信号进行80 km光纤传输,无色散补偿的误码率(BER)仅为1×10~(-11).数量级、接收机灵敏度为-28.8 dBm.     

一种基于相位调制器的40 GHz OFDM-ROF系统实验研究

实验研究了一种基于相位调制器(PM)并级联强度调制器(IM)实现40 GHz毫米波传输正交频分复用(OFDM)信号的光纤无线通信(ROF)系统。在中心站,采用20 GHz的射频(RF)信号驱动PM,调节驱动信号的强度,使输出的信号经光纤布拉格光栅(FBG)滤除中心载波后再送入IM。2.5 Gbit/s的OFDM信号直接调制在光毫米波上,经过50 km标准的单模光纤(SSMF)传输到基站。在基站,光调制信号经光电转换器(PD)转换成电调制信号,再与RF信号混频,恢复出基带OFDM信号。实验结果表明,在无色散补偿、误码率(BER)为10-3的条件下,下行链路中2.5 Gbit/s的OFDM信号经光纤传输50 km后,其功率代价小于1 dB,而且信号的星座图依然较好。     

应用于IEEE 802.11 ac的高线性InGaP/GaAs HBT功率放大器

针对应用于无线局域网IEEE 802.11ac标准的终端,通过采用自适应线性化偏置和宽带匹配技术,设计一种高线性度的InGaP/GaAs HBT功率放大器。芯片测试结果表明,在4.9~5.9GHz的工作频段内,该功率放大器小信号增益超过26.2dB,1dB压缩点输出功率超过29.1dBm,实现了在64正交振幅调制-正交频分复用输入信号下,误差矢量幅度在3%时超过19dBm的线性输出功率。     

基于WDM的多速率无源光接入系统传输实验研究

建立了基于WDM的无源光网络下行方向传输实验系统,信道波长间隔0.8nm,一路为恒定速率NRZ调制,另一路为多速率调制.通道最大插损12.5dB,邻道串扰小于-36dB.信号眼图张开度好、眼皮厚度小,多速率和恒定速率下接收灵敏度分别为-32.28dBm和-27.09dBm,功率代价0.52dB.实验结果表明系统在传输速率较低时主要受功率损耗影响,随着速率的提高,色散和非线性效应成为影响传输性能的重要因素.     

面向脉冲调制器的S波段高效线性MMIC功率放大器

针对脉冲调制全数字发射机中高速数字信号难以高效驱动射频功率放大器的问题,提出了一种高效线性MMIC功率放大器设计方法。采用连续F类功率放大器提高数字发射机系统的效率,采用三阶互调抵消改善临近饱和线性度。基于南京电子器件研究所GaAs pHEMT工艺,研制了一款S波段高效率线性功率放大器进行验证。测试结果表明,在3.4～4.0 GHz频段内,当输入功率为-10 dBm时,输出功率为26.2～26.7 dBm,功率附加效率为53.3%～60.7%,功率增益为36.2～36.7 dB。在3.7 GHz频点,输出功率为24.5 dBm,三阶互调失真小于-30 dBc;9 dB峰均比、40 MHz正交频分多路复用的64-QAM调制信号激励下,平均输出功率及对应的功率附加效率分别为20.5 dBm和28%,实现了-30 dBc的邻道功率比及5.5%的误差向量幅度。     

采用NPRO光源的零差相干光通信实验

在空间相干光通信应用中,针对传统激光器线宽较宽、相位噪声大、易导致锁相环路失锁的问题,研制了单频Nd:YAG非平面环形（NPRO）激光器,其线宽小于1 kHz,相对强度噪声（RIN）低于-150 dB/Hz,具有窄线宽、低噪声的特点。搭建了光锁相环路,在信号光功率-67 dBm的情况下实现了两台NPRO激光器的相位锁定。在此基础上开展了信号频率为10 MHz和1.25 GHz的模拟通信实验,在信号光功率分别为-60 dBm和-53 dBm时可观测到较理想的眼图。在2.5 Gbps数字通信实验中,接收灵敏度达到-50 dBm,此时误码率为3.210-6。系统灵敏度可接近量子极限,明显优于传统的IM/DD方式,是一种适合长距离、大容量传输的空间通信方式。     

带预编码的六倍频矢量毫米波信号产生和探测

提出了一种基于四波混频以及平衡预编码产生光子六倍频矢量毫米波信号的方案。该方法利用单个强度调制器的载波抑制调制以及1 km高非线性色散位移光纤发生四波混频以实现六倍频,结合平衡预编码产生了72 GHz载频的四相相移键控(QPSK)的矢量毫米波信号,很大程度上降低了系统的成本。通过实验演示了2 Gbaud, 72 GHz QPSK矢量毫米波信号的产生,同时研究了QPSK信号不同波特率以及光纤传输长度分别对信号的影响。实验结果表明,在15 km光纤和1 m的无线传输下,当输入光电探测器的光功率大于-6.3 dBm, QPSK信号波特率不高于2.5 Gbaud时,信号的误码率低于硬判决前向纠错门限阈值,可实现无误码传输。     

基于递归最小二乘算法的时相调制频移滤波方法

针对噪声干扰,利用时相调制信号的谱相关特性,采用非平稳信号处理方法,提出一种基于递归最小二乘算法的时相调制频移滤波方法;同时对具有循环平稳特性的干扰源抑制方法进行了讨论,并分别给出相应的滤波器框图;对采用该滤波器前后的时相调制系统性能进行了仿真与比较。仿真结果表明:与循环相关匹配滤波方法相比,基于最小二乘算法的时相调制频移滤波方法可以有效抑制噪声对时相调制系统的影响,在满足10-5的误码率条件下,系统的功率需求降低约3dB.     

卫星相干光通信多普勒频移开环估计技术

卫星相干光通信在国外已经接近工程应用阶段,主流的传输接收方式为BPSK调制/零差探测,接收端用光锁相环（OPLL）进行载波恢复。但即使在今天,光锁相环的实现依然有难度,而且存在捕获时间过长等现象。文中借鉴了现在的研究热点技术光纤通信中的频偏估计、载波相位恢复技术,针对星间激光通信中存在GHz量级大多普勒频移的工程背景,提出了一种基于DSP的频偏开环补偿算法。从理论上分析了该算法的原理,重点研究了激光器噪声和接收机噪声对频偏估计精度带来的影响,并通过仿真进行了验证。本振光功率为10 dBm时,当接收功率高于-47 dBm,误码率优于10-4;将接收功率提高10 dB后,频偏估计标准差小于370 kHz。