PPM无线光通信同步技术研究

PPM无线光通信的关键问题之一在于时隙时钟与帧同步信号的恢复.通过比较目前国内外的一些无线光通信的同步技术,分别给出了积分型数字锁相环法时隙时钟恢复方案和一种简单易行的帧同步信号提取方法,并在Quartus Ⅱ中建立了VHDL模型,给出了仿真结果.最后,将该方法在PPM调制解调系统中进行应用验证,得到了比较好的结果.     

IRIG-B格式时间码在GPS同步时钟卡中的应用

概述一种基于PCI总线的GPS同步时钟卡。讨论了IRIG—B格式时间码在GPS同步时钟卡上的应用。详细介绍了用大规模可编程逻辑芯片及单片机系统进行IRIG—B(DC)码编码、解码的设计方法。     

一种可用于DVB-T的OFDM全数字解调器

OFDM是一种高效的数据调制方式，被广泛地应用于宽带数字通信领域。DVB-T就将它作为物理层的传输制式。本文提出了一种可用于DVB-T的OFDM全数字解调器。文章首先分析了各种因素对解调的影响，提出了全数字解调器的结构，然后介绍了符号同步、载波同步、时钟同步和信道补偿等模块在解调器中的全数字实现，最后给出了解调器的误码性能。结果表明，本文提出的全数字解调器具有较好的性能。     

基于保护时隙的一倍时隙频率采样光PPM时钟同步技术

针对一倍时隙频率异步采样的脉冲位置调制(PPM)系统,提出一种基于保护时隙的时钟同步技术。在发送端每个PPM信号中安排一个或多个保护时隙,根据保护时隙位置只有背景光子,而其他时隙既有背景光子也有信号光子的特性实现时钟同步。在接收端,将采样输出的数据以PPM信号中时隙个数为周期进行统计计数,基于保护时隙的统计分布特性对定时偏差进行粗同步,通过插值匹配搜索方式完成定时精同步。仿真结果表明,所提方法能够在大定时偏差范围内实现有效同步,适当增加保护时隙数或增大统计数据量能获得较为理想的系统误码性能。     

浅谈脉冲间隔调制解调

为能够实现室内可见光通信调制解调,依据室内可见光通信的一些特点,制定出了传空双头脉冲间隔调制解调的诸多方法。首先针对双头脉冲间隔调制原理,设计出了该调制的符号结构,一方面符号不设置保护时隙,另一方面符号长要固定。其次在上述的基础上给出了这种调制和解调方式的实现系统。系统主要依靠FPGA器件来实现,并利用传空方式来完成信息传输,而且设计出了VHDL语言实施的算法流程,最后制定出调制解调系统并实施实验验证。区别于其他系统,这种调制解调系统的最大优势是无需同步信号,实验结果也同样表明该调制解调方式能够非常有效地应用于可见光的通信。     

MPSK数字解调器同步方案的实现

多进制相移键控MPSK调制信号的解调中,为提高解调性能,得到精确快速的载波同步和时钟同步,需要对载波检测和时钟检测作精心的设计。对MPSK的数字解调方法做了一些探讨,在载波同步中,分析了基于功率检测的频差检测方法及基于相差检测进行相位锁定的方法;详细介绍了时钟同步的波形估计方法的基本原理及幅度和频谱宽度对定时误差的影响。     

大气激光通信PPM调制解调系统设计与仿真研究

脉冲位置调制(PPM)是大气激光通信的关键技术之一,可以减少激光器的发射功率,增加通信距离。从实际出发,采用高速数字信号处理器(DSP)设计出PPM调制解调系统;同时介绍了PPM解调时对时隙同步和帧同步的处理方法。仿真结果表明,该调制解调系统具有较好的抗干扰能力,可以满足通信系统的要求。     

基于可编程逻辑门器件的高速脉冲位置调制通信系统设计

设计了一种用于地面至卫星上行通信链路的高速光通信系统,系统采用可编程逻辑门器件(FPGA)作为主控单元,脉冲位置调制(PPM)作为基本调制方式,针对PPM通信中的帧同步问题,设计了特别的帧头帧尾结构保证信息同步。另外接收端对PPM信号同步解调时的时隙同步采用了四个相位时钟同步提取的方法,有效地降低了FPGA的工作频率,简化了系统设计。PPM编码采用格雷码映射,有效地降低了误比特率。系统最终实现了20Mbit/s的通信速率,实际测试误码率(BER)为8.9×10-9。该系统为后续星地间图像数据信息传输提供了实验支持。     

基于LabVIEW的PN码调制解调模块实现

针对伪随机码在通信传输中不可缺的功能以及其在LabVIEW中没有现成的软件工具包等问题,本文介绍了一种基于虚拟仪器的PN码调制解调实现方法。在LabVIEW8.6软件开发平台下,根据PN码调制解调原理及伪随机码生成的基本思想,设计了一种PN码调制解调实验模块。实验结果表明,该实验模块可以实现对PN码进行幅移键控、频移键控、相移键控3种调制解调功能。该实验模块满足实验技术指标且具有设计简便、成本低、扩展性好等优点。     

位置报告系统用声表面波可程序MSK调制解调组件

介绍了声表面波可程序MSK调制解调组件设计及工作原理，该产品用于位置报告系统，完成对MSK信号的扩频调制解调以及对信息的差分相干解调，不需提取载波及恢复时钟等处理，提高了系统抗干扰能力和实时处理速度。同时由于扩频码序列随时可变，大大提高了系统保密性能。与其他技术相比，具有独特的优势，有很好的应用前景。     

一种任意频隙跳频序列构造方法

提出了一种基于通信终端设备时钟和地址信息的任意频隙跳频序列构造方法。该方法通过混淆运算、频隙映射的方式产生出均匀性好、可用频隙数小于512的任意频隙跳频序列。仿真分析和数值实验表明,该构造方法具有均匀分布、独立性好、跳频间隔稳定以及硬件方便实现等优点,可应用于实际的跳频多址通信系统中。     

基于输出迭代法的A/D转换器测试数据分析

介绍了一种将模拟/数字转换器(ADC)的采样输出按照正弦输入信号的周期进行迭代的数据处理方法,可以评估输入噪声和时钟抖动对动态性能测试结果的影响。同时,通过分析迭代后的信号波形,可以发现高频输入信号在ADC转换过程中存在的畸变、非单调、失码、跳码、失真等现象,而这些现象很难从输出数据中直接观察到。这种分析对ADC的设计具有重要的指导意义。实验结果表明,这种方法是实用有效的。     

High-Speed Optical Time-Division Multiple-Access (OTDMA) Networks Using Optical Signal Processing

In this paper, we design high-speed optical fiber networks based on the time-division multiple-access (TDMA) technique. To achieve an ultrahigh throughput, optical signal processing should be used in the network. We present a feasible scheme to implement optical TDMA networks, with the emphasis on optical clock distribution, synchronization, and optical time demultiplexing. Since the proposed network uses two wavelengths to carry optical TDMA and clock signals respectively, at each TDMA receiver slot synchronization is feasibly achieved by using simple optical delay lines to process the separated optical clock and TDMA signals. This in turn allows us to build a large-scale distribution network which is attractive for future HDTV broadcasting applications. Using the proposed scheme also allows to implement a high-capacity broadcast and select optical TDMA network for real-time data communications.     

Communication systems with PPM signaling

Effect of imperfect slot synchronization between the transmitter and the receiver on optical synchronous code-division multiple-access (CDMA) systems using pulse position modulation as data modulation (PPM/CDMA) is investigated. Optical orthogonal codes (OOC's) are employed as signature sequences, and parallel optic-fiber delay line encoders and correlators are adopted in the transmitters and the receivers, respectively. The upper bound on the bit error probability of PPM/CDMA is derived under the condition that the receiver slot timing shifts from the transmitter timing clock. The bit error probability performance is evaluated for some values of the number of slots per frame, average signal photocount, and the number of simultaneous users. It is shown that as the number of slots per frame increases, the timing offset should be restricted to be smaller to achieve low bit error probability. Further, when the timing offset is small, the improvement of the bit error probability performance with the increase of the number of slots per frame under the photocount per second constraint is shown to be larger than that under the photocount per symbol constraint     

DTMB标准中BCH译码算法及其FPGA的实现

首先证明了DTMB标准中采用的BCH码是纠错能力为1的循环汉明码,并基于此提出了适用于该BCH码的译码算法,及其串行和并行两种FPGA实现电路。考虑到该BCH码缩短码的特性,通过修改差错检测电路,使其译码时延缩短34%。实现结果表明,译码器译码正确无误,FPGA资源占用极少。串行译码器总时延为762个时钟周期,最大工作时钟频率可达357MHz。并行译码器总时延仅为77个时钟周期,最大工作时钟频率可达276MHz。     

Slot clock recovery in optical PPM communication systems withavalanche photodiode photodetectors

Slot timing recovery in a direct-detection optical PPM communication system can be achieved by processing the photodetector output waveform with a nonlinear device whose output forms the input to a phase-locked loop. The choice of a simple transition detector as the nonlinearity is shown to give satisfactory synchronization performance. The RMS phase error of the recovered slot clock and the effect of slot timing jitter on the bit error probability were directly measured. The experimental system consisted of an AlGaAs laser diode (λ=834 nm) and a silicon avalanche photodiode photodetector. The system used Q =4 PPM signaling and operated at a source data rate of 25 Mb/s. The mathematical model developed to compute the RMS phase error of the recovered clock is shown to be in good agreement with results of actual measurements of phase errors. The use of the recovered slot clock in the receiver resulted in no significant degradation in receiver sensitivity compared to a system with perfect slot timing. The system achieved a bit error probability of 10^-6 at a received optical signal energy of 55 detected photons per information bit     

光子探测PPM阵列信号的频偏和相偏预测方法

对于基于脉冲位置调制（PPM）的光子探测阵列接收的深空光通信系统,提出了一种直接预测频偏和初始相偏的PPM时隙同步方法。该方法首先测量每个支路各个光子的到达时间,进而得到每个光子到达时间相对于PPM时隙位置的偏移量,统计得到不同偏移量处的光子分布。然后利用前、后半帧数据光子分布峰值点对应时隙位置差值即半帧数据频偏累积值的原理对频偏进行估计;根据频率估计值修正光子达到时间数据后,再根据修正后一帧数据光子分布统计图峰值位置相对于理想同步位置的偏移量大小估计出初始相偏。仿真结果表明,在计数时钟频率大于等于四倍时隙时钟频率情况下,该方法均能实现时隙同步。     

NUMERICAL STUDIES ON RESONANT AND ENHANCEMENT EFFECTS FOR COUPLING OF MICROWAVE PULSES INTO NARROW SLOTS

In this paper, modifications to the finite-difference time-domain(FD-TD) method for modeling microwave pulse coupling into a slot, which is much narrower than one conventional FD-TD cell, are discussed. The coupling process of microwave pulse into a slot is studied by using the modified FD-TD method, and the dependence of microwave coupling on slot sizes, the carrier frequencies and the polarization directions of the incident waves is analysed. Resonant and enhancement effects which occur in this process are observed. The condition at which the resonant effect takes place is also presented.     

基于FPGA有限域构造的QC-LDPC分层译码器设计

针对QC-LDPC码的Tanner图中存在的短环,尤其是4环,对迭代译码性能产生不利影响的问题,寻找到一种有限域乘群构造法,该方法构造的QC-LDPC码的Tanner图中不存在任何4环。基于此方法构造的码长为3 060,码率为的(3,12)规则QC-LDPC码,选用Altera公司StratixII系列的EP2S60F484C4器件,对其实现了分层译码器硬件结构的设计。实现结果表明,在最大迭代次数为5时,时钟频率最高可达35.38 MHz,吞吐量达到92.27 Mbit·s-1。     

基于受激布里渊散射的40 Gb/s时钟提取试验

对基于受激布里渊散射效应(SBS)的时钟恢复系统模型进行了试验验证,实现了40 Gb/s载波抑止归零码(CSRZ)的全光时钟提取.试验结果表明由于产生了强烈的受激布里渊散射的梳状放大特性,光信号的时钟分量得到显著增强.在不改变该模型结构的基础上,利用G.652普通单模光纤传输8 km而不经过色散补偿的40 Gb/s载波抑止归零码光信号恶化以后仍可进行良好地时钟恢复,时钟抖动小于6.5 ps.研究证明该方案可在一定程度上抵制传输信号恶化所造成的影响,并无明显的码型效应,适合高速长距离全光时钟提取.