基于加权分数傅里叶变换域的2天线发射方法

为改善多天线系统误码率,提出一种基于加权分数傅里叶变换域的2天线发射方法.该方法在发射端将待发送信号送入信息调制及合成模块中进行加权分数傅里叶变换,按照时频域信号合并方式将变换后的四路信号分量合并为两路混合载波信号,经时延调整后由2根发射天线发射送入信道;接收端采用单天线接收,对接收信号进行加权分数傅里叶反变换处理后,可得到原发送信号估计值.仿真结果表明:在双弥散信道下,相比于使用空时码2天线发射方法,采用本文提出的发射方法在系统误码率及复杂度方面较有优势,可有效改善系统误码性能,抵抗信道衰落.     

空间相关的MIMO系统发射端最优设计

研究单用户多输入-多输出（MIMO）系统发射端的最优设计问题．假设系统的发射端和接收端的天线之间是相关的。接收端完全知道信道信忠而发射端只知道发射相关矩阵和接收相关矩阵，证明了在以误码率的上界作为性能准则的情况下，发射端最优的信号发射方向是一组正交方向并且与发射端相关矩阵的特征向量方向一致而与接收端的相关矩阵无关，但是最优的功率分配方案与发射端和接收端的相关矩阵都相关。     

MIMO空间相关信道下格规约辅助的信号检测

针对多输入多输出空间相关信道环境,提出了一种基于格规约理论的最小均方误差检测算法.该算法考虑了空间相关性的影响,利用复数Lenstra-Lenstra-Lovász格规约算法克服了传统的线性最小均方误差检测器分集阶数随相关系数增加而减小的缺点,使检测到的信号在高信噪比下可以达到比传统算法低几个数量级的误码率.理论分析与仿真结果表明,在信道为Kronecker相关平坦衰落模型下,接收端采用最小均方误差信道估计,发射端采用QPSK调制未使用信道编码,当比特信噪比大于18dB时,基于格规约理论的最小均方误差检测器的误码率低于传统最小均方误差检测器的误码率;发射端采用(2,1,3)卷积码、接收端采用硬判决Viterbi译码,当信噪比大于16dB时,基于格规约理论的最小均方误差检测器的误码率低于传统最小均方误差检测器的误码率,且基于格规约理论的最小均方误差检测器的分集阶数不受相关系数的影响,等于接收天线数N.     

激光大气通信中分集接收技术的理论研究

基于光分集接收由光强相关函数决定,本文提出一种计算有限孔径平均效应时天线收集光功率空间相关的方法,并讨论了等增益相加分集前后信噪比的变化、光功率概率分布及光功率谱的变化.结果表明空间分集接收能在很大程度上改善激光大气通信的性能.     

基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

EPON系统OLT光接收模块设计及关键技术

论述了EPON(以太无源光网络)系统帧结构的特点,并分析了突发式交流耦合光接收模块的原理。详细分析了抖动、码型及保护时间对光突发接收性能的影响。针对交流耦合OLT(光线路终端)光突发接收模块设计过程中所涉及到的关键技术提出了相应的解决方案,在此基础上设计了交流耦合突发式接收模块。结果表明,所设计的光接收模块具有很高的灵敏度和较宽的动态范围,能够满足EPON系统的要求。交流耦合方法避开了直流耦合突发式光接收模块设计过程中的技术难题。在EPON系统突发应用中,该交流耦合模块可以作为一种有效而廉价的替代方案。     

1.25 Gb/s光突发模式接收机的设计

介绍了一种直流耦合跨阻抗光突发模式接收机。采用前馈式结构,通过快速峰值检波电路和延时单元的协同工作,使该光突发模式接收机具有:更低的误码率、较高的接收灵敏度、又有大的光接收动态范围;在输出端采用特殊的或非门技术,消除了干扰。其仿真结果表明:在传输速率为1.25 Gb/s,误码率BER ≤ 10-9时,接收灵敏度为-24 dBm,最大可接收光功率-4 dBm,动态范围可高达20 dB,两分组信号保护时间为20 ns。     

天线分集的MIMO系统的容量分析

结合空间分集和极化分集,对MIMO-OFDM系统中的容量进行研究。在IEEE 802.16d室内多径环境下,对使用2根发射天线和2根接收天线的MIMO-OFDM系统进行了深入研究。在发射端和接收端,空间分集和极化分集技术同时应用在MIMO-OFDM系统中。为了比较,对仅使用空间分集的通信系统容量也进行了讨论。     

EPON突发式光信号产生及测试系统设计

介绍了研制的1．25Gb／s突发式光信号的模拟产生系统，以及由此组成的突发光信号的测试系统。用该系统完成了对突发式光收发模块性能指标的测试，包括消光比、灵敏度、饱和光功率和动态范围等。在1．25Gb／s速率下，发射模块的消光比达6dB，当保护时间为100ns时，接收模块灵敏度为-30dBm，饱和光功率为1dBm，从而动态范围可达29dB。     

高速短波OFDM系统空间分集接收性能仿真分析

为了解决现有窄带短波通信系统存在的速率低、误码率高等问题,基于正交频分复用技术和空间分集接收技术,提出了一种可用性高的窄带短波高速数字系统.该系统在发射端采用多进制正交振幅调制和信道编码交织,在接收端采用信道估计和分集接收技术,从而有效降低了系统误码率.仿真结果表明,当短波系统传输速率为9.6 kb/s时,在采用多天线分集接收技术之后,与国外同类典型研究结果相比,多天线分集技术有3~6d B的增益,这说明多天线分集技术提升了短波系统的性能,使得系统达到了可用性要求.     

240Mbit/s直线运动型无线光通信系统研究

详细分析了直线轨道上运动通信的特点,设计和研制了一种具有双向收发功能的直线运动型无线光通信系统。该系统主要包括1 550 nm半导体激光器、高灵敏度PIN光探测器、球面单透镜式光发射天线和实心光锥耦合式光接收天线等关键部件。130 m运动工作距离的系统性能测试结果表明,在3.5 m/s最高运动速度、240Mbit/s通信传输速率下,运动中的数据丢帧率为零,以太网和视频指标均满足实际应用要求,系统适用于存在直线运动轨道的无线光通信场合。     

基于ZEMAX的多光束半导体激光器光纤耦合设计

基于ZEMAX模拟了一组多光束半导体激光器的光纤耦合模块,采用14支波长为808 nm的输出功率为60 W的线列阵激光二极管作为耦合光源,采用偏振技术实现多光路的合束,最终耦合进入芯径400μm,NA为0.22的光纤中,最终输出功率超800 W,耦合效率达97%,实现了高效耦合,并对光纤对接过程中的耦合效率进行了分析。     

卫星间直接光通讯的信号发射及接收系统

作为卫星间光通讯系统的重要组成部分之一的发射和接收天线，将直接影响卫星间光通讯的进行。因此，选择适宜的天线系统有着重要的意义．本文针对卫星间光通讯的特点，选择了卡塞格伦型发射和接收天线，并提出了发射和接收共用一个天线的设想．这样不仅有利于简化光路结构，而且减轻了光路的整体重量，缩小了体积，使之更适宜安装在卫星上．同时，还对天线的主要参数进行了分析讨论，导出了天线的接收功率与天线半径、准直倍率的关系以及发射无线的增益与波长及准直倍率的关系。     

卫星相干光通信跟瞄误差对链路性能的影响

以星间相干激光通信链路的接收机相干效率为研究对象,分析了动态跟瞄误差对相干效率的影响,将相干效率引入到星间相干激光通信链路方程,推导了跟瞄误差波前失配条件下的相干光通信链路的误码率概率表达式,对卫星激光通信链路中跟瞄对准误差导致的相干效率下降、链路误码性能劣化情况进行了仿真计算。结果表明,由于跟瞄对准误差波前失配的影响,相干激光通信接收终端具有一个优化的接收孔径,在本仿真条件下,LEO-GEO星间链路动态跟瞄误差为0.5μrad时,优化接收孔径为0.5 m,链路可获得最佳误码性能。     

双目视差测距望远光学系统设计

双目视差测距望远镜主要应用于对动态目标的测量,特别是飞机飞行距离的测量。双目视差测距望远系统,不对外发射信号,属于被动式测距仪,因此具有被动接收式和非接触式的特点,可测量500~5000m大范围距离。主要探讨了双目视差望远系统的主要光学原理,并利用Zemax光学设计软件对双目视差望远光学系统进行设计与优化,并对本光学系统进行了误差分析。使用CMOS自动调焦技术,提高了双目望远镜的成像质量。双目视差测距望远系统的测距理论误差在0.91%以下,满足测距理论误差小于1%的要求。     

一种新型交流耦合突发模式限幅放大器的设计

提出了一种改进型的交流耦合限幅放大器.它采用不同的交流耦合时间常数,对规则的突发数据包中的前导码用小时间常数,对数据包中有长连“1”和长连“0”的数据用大的时间常数.可实现大小信号门限电压的精确设定,从而可以满足以太无源光网络中突发数据的接收要求.将这个技术应用于1.25Gb/s以太无源光网络突发模式的接收机的设计中,极大地提高了接收模块的灵敏度和动态范围.     

155Mb/s突发式光接收模块的研制

通过分析突发式光接收模块的关键技术 ,有效地利用一个伪跨阻方式消除直流耦合带来的直流电平影响 ;采用自动门限控制技术实现突发式光信号的接收 ,并采用延迟锁相环实现“首比特”的相位同步完成数据和时钟的恢复 .介绍了 15 5Mb/s突发式光接收模块的详细设计思路和研制过程 ,并给出了具体的测试性能结果 ,能够很好满足无源光网络 (APON)系统的性能要求     

DPSK接收端窄带滤波器带宽的研究

通过使用Optisystem光通信软件设计了DPSK光通信接收端,信号光通过光前置放大器放大、窄带滤波器滤波、马赫哲德干涉仪延迟解调、平衡探测器探测、低通滤波器滤波和数据恢复后分析其误码率;通过该DPSK接收端仿真模型,研究通信速率在10Gb/s、信号光功率为-42dBm时,通过噪声系数为3.2dB的光前置放大器使得信号光增益达到约40dB后,对不同滤波器分别进行带宽与误码率关系的仿真研究,得出了在使用不同滤波器时的最佳带宽,对后续实验中滤波器及其带宽的选择具有重要指导意义。     

标定型星模拟器设计与关键参数测试

为了完成高精度星敏感器关键参数的地面标定,研制单星指向误差优于3″、星间角距误差优于5″的标定型星模拟器。根据标定型星模拟器的工作原理,设计高精度的准直光学系统,从设计结果分析,光学系统有效视场为37°,全视场角内准直光学系统相对畸变≤0.1%,MTF达到衍射极限,可以实现对星点位置的准确模拟。提出单星指向、星间角距等关键参数的误差计算方法并进行测试,实验结果表明:设计的标定型星模拟器的成像精度符合设计指标要求,整个设备可以满足高精度星敏感器地面测试的使用需要。     

星用光纤辐射性能实验研究

为了考察商用光纤用于空间星内光总线的可行性,采用辐射剂量率为15.11Gy/min的Co60辐射源对Corning SMF-28和Alcatel 6900进行了在线和离线实验.实验结果表明,在在线观测中,随着辐射剂量的增大,Alcatel光纤比Corning光纤损耗增加快.在辐射剂量达到800Gy时,Corning的感生损耗的增加呈现饱和趋势,而Alcatel光纤仍几乎呈线性增加.离线后,随着时间的推移Corning光纤的感生损耗在逐渐减小,且趋于稳定.Alcatel光纤呈现出相反的趋势,但是也趋于稳定.从结果可以看出,商用光纤用于空间星内光总线对系统功率预算影响不大.