一个标准电视信道内的4套4:2:2质量节目和1套HDTV节目(下)

三、调制 3.1 理论与技术 当以VHF/UHF地面信道播出数字信号时,主要问题之一是多径传播。它引入符号间干扰,使误码率变坏。如果使用典型的单载波调制(PSK,QAM),必须采用抽头数量高得惊人的横向滤波器来消除长的延迟回波。 克服这个问题的办法是使用多载波系统,它能减低调制速度并通过减少符号间干扰使信     

钻柱信道内双声接收器的回波抑制方法分析

在随钻测井中地面噪声与周期性信道结构形成的下行回波导致传输性能降低,为此,结合钻柱信道的噪声分析,利用上、下行信道的瞬态脉冲响应,构建回波噪声抑制模型,提出了双声接收器的检测方式。在钻柱激励端分别施加单位正弦脉冲信号和PSK调制数据,在接收端耦合下行的高斯噪声,应用钻柱内一维低频纵波传输的有限差分算法,在单接收器和双接收器模式下时域和频域仿真分析了钻柱内声信号的传输特性,验证了双声接收器检测方式的有效性。该方法可实现井下回波噪声的抑制,从而改善信噪比,提高传输速率,为钻柱声遥测系统优化设计提供方法基础。     

一种抗信道多径的扫频-扩频调制技术

水声信道是复杂的多径快衰落信道,其信道特性严重影响了水声通信的数据率和性能,抗多径干扰是提高水声通信系统性能的重要技术之一。对一种新的调制方法——扫频-扩频载波（Sweep-Spread Carrier,SSC）调制技术进行了深入研究,通过系统在水声信道实际数据的仿真,探究SSC的抗多径性能,简化了抗信道多径算法。SSC的基本思路是采用连续变化的载波频率,通过相关接收,将接收的多径信号在频域上分离,从而克服了码间干扰的影响。分析了在给定系统时不同信道多径时延对SSC性能的影响,以及给定信道时不同SSC参数对SSC性能的影响。仿真结果表明,选择合适的参数,SSC调制具有良好的抗多径性能。     

钻柱信道内隔声体结构建模与仿真分析

在随钻声传输技术中自钻柱底部上行的井下噪声及回波干扰严重降低声信号接收性能。基于低频纵波在声阻抗突变处及周期性管结构信道内的传输特性,设计具有周期性凹槽的隔声体结构。结合信道内噪声特征及隔声阻带中心频率,比较分析单结构隔声体短节与组合结构隔声体频响特性及隔声量,并将隔声体引入钻柱信道,用钻柱内一维低频纵波传输有限差分算法,时、频域仿真分析隔声体在信道内的隔声性能。结果表明,组合隔声结构可实现较宽的隔声频带,使噪声水平降低20~40 dB,从而改善信噪比、提高传输速率,为钻柱声遥测系统优化设计提供方法基础。     

一种稳健的水声MIMO通信系统调制技术

作为一种极具潜力的高速水下通信技术,基于VBLAST（贝尔实验室垂直分层空时）编码调制的水声MIMO通信技术,借助于空间复用,可在不增加系统带宽的条件下成倍提高数据传输速率。但由于同时受到同频干扰及多径干扰的影响,当信道多径扩展严重时,基于VBLAST调制的水声MIMO通信系统性能下降严重。为此,提出一种新的调制技术,该技术通过将各层信号调制到彼此正交的子载波上,可完全消除同频干扰,从而有效改善系统误码性能,显著提高系统的稳健性。仿真结果证明了所提调制技术的良好性能。     

周期性管结构信道的声传输方法分析

摘 要：构建了钻柱内一维低频纵波传输的有限差分模型,时域和频域仿真分析了换能器位置和载波信号对周期性管结构信道内声传输信号的影响规律,设计了时延脉冲OOK信号调制方法。采用窄脉冲调制信号激励方式,沿管轴方向对有限长模拟钻柱施加纵向激励,进行了测试信号的声传输实验。结果表明,在1W激振功率、77bit/s传输速率和长6.44m模拟钻柱信道的传输条件下,该方法可实现实验室内测试信号的低频声波传输与信号检测,为井下参数的钻柱声遥测系统设计提供理论与试验基础。     

Exponentiated Weibull大气湍流下PSK-OFDM机载光链路性能分析

本文研究了指向误差、气动光学效应及Exponentiated Weibull大气湍流联合效应对OFDM光链路通信性能的影响。其中OFDM链路采用PSK调制,应用Meijer G函数推导得到多载波条件下总平均误码率的闭合表达式。根据平均误码率闭合表达式进行了仿真,分析了不同大气湍流强度、PSK调制阶数、抖动标准差和波束宽度对误码率的影响。通过仿真分析证明基于Exponentiated Weibull大气湍流模型,在不同湍流强度条件下误码率随着发射功率的增加改善近似。当抖动标准差小于0.7及调制阶数小于4时,增大发射功率对改善链路误码率效果明显。

     

不连续边界因素对周期管结构声传输特性的影响

为实现油气井测试的井下声遥测，提出纵波作为信息传输载体，应用有限单元法求解波动方程。研究钻杆等周期管结构信道的行波传输规律。由时域瞬态响应特性，探讨了通阻带交替、通带非平滑伴有谐振尖峰的梳状滤波器结构及产生机理。分析了端面、管箍截面积、杆长等边界对通阻带分布的影响，以及声换能器在钻杆信道的位置设计和泥浆介质的阻尼影响。力锤脉冲激励的实验结果表明：周期管结构信道存在多重回波、振铃衰落、通阻带交替和偏移等复杂特性，但利用扫频确定最佳载波频率或宽带通讯能够改善传输性能。     

一种新的水声MIMO空时频编码技术

基于贝尔实验室垂直分层空时编码（Vertical Bell Labs Layered Space-Time,VBLAST）的水声多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）通信技术,通过充分开发空间资源,可在不增加系统带宽的条件下成倍提高数据传输速率,是一种极具潜力的高速水下通信技术。但由于其接收信号中同时含有同频干扰及多径干扰,当信道多径扩展严重时,其性能下降严重。为此,提出一种新的空时频编码技术,该技术通过将各层信号调制到彼此正交的子载波上,不但可在接收端完全消除同频干扰,同时还能获得频率分集增益,从而使水声MIMO通信系统的性能获得极大改善。仿真及湖试结果证明了其有效性。     

基于OFDM的大气激光通信湍流抑制关键技术研究

文章在分析无线激光通信(FSO)存在两种主要的大气信道问题的基础上,针对激光大气信道问题尤其是在复杂湍流环境下的频率选择性衰落问题和多径效应问题,提出了基于正交频分复用(OFDM)的湍流效应抑制方法,构建了FSO-OFDM系统,研究了该系统的基带模型以及信号的多载波调制与解调方法。分析了无线激光通信中存在复杂湍流环境下的大气信道问题,讨论了大气湍流影响下的平面波激光通信系统模型,建立了大气湍流影响下对数正态湍流通道的高斯光束空间光通信系统模型,推导了光波强度的概率密度函数,研究了利用信噪比概率密度函数分析各种大气湍流效应对系统性能影响的方法;设计了无线光通信系统的OFDM多载波调制方案,构建了FSO-OFDM系统基带模式模型,并基于该模型研究了其信号的调制与解调原理。最后,采用MATLAB编程实现FSO-OFDM系统,对多径干扰下的FSO通信系统进行仿真实验,进行了不同保护间隔下的误码率特性实验,验证了FSO-OFDM系统具有很强的抗多径干扰和频谱选择性衰落能力以及良好的BER性能,可有效解决码间干扰大、链路不可靠的问题,具有非常广泛的应用前景和使用价值。     

一种改进LS信道估计算法在稀疏多径水声信道中的应用

为了消除水声正交频分复用调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中噪声对稀疏多径信道估计的影响,提出了一种改进的最小二乘(Least-Square,LS)信道估计算法。该方法在传统基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)插值的信道估计结构上进行了改进,得到了基于阈值探测的DFT插值信道估计方法,该方法将小于阈值的时域信道响应置零,探测最有效信道抽头,有效消除噪声干扰的影响。仿真结果验证了DFT插值在稀疏多径水声信道估计中的实用性;得到了当循环前缀长度与信道长度越接近时信道估计性能(Bit Error Rate,BER)越好的结论;确定了在两种调制方式下算法的阈值系数范围;且该新算法与已有算法所需的信噪比可低约2 d B,解决了用循环前缀长度来近似信道真实长度的实际问题。     

Exact bit error rate analysis of direct sequence ultra-wide band multiple access systems in lognormal multipath fading channels

Exact BER analysis is carried out using the characteristic function (CF) method for direct sequence ultra-wide band (DS-UWB) systems in lognormal multipath fading channels. Unlike the Gaussian approximation (GA) method, the CF method deals with exact probability density function (PDF) of the total noise [including multiple access interference, self interference and additive white gaussian noise (AWGN)] instead of making approximation on PDF of the total noise. Exact bit error rate (BER) formula is derived and verified by simulation results. It is shown that the CF method is more accurate than the GA method in BER calculation when SNR is large. Based on the BER formula, the performance of the DS pulse amplitude modulation UWB and DS pulse position modulation UWB systems is accurately compared. Discussions based on CFs provide further insight into the numerical results.     

光空间调制技术的研究进展

光空间调制(OSM)作为一种新型的光多输入多输出(OMIMO)技术,利用空间域激光器索引号额外携带信息,有效地提高了系统的传输速率和能量效率;同时,由于每符号周期仅激活一个激光器传递信息,较好地解决了传统OMIMO系统中的信道干扰和同步等问题。本文首先介绍了现有的几种光空间调制技术,概括和总结其在国内外的研究现状。此外,从传输速率、频谱效率、误码率(BER)和计算复杂度等四个方面对现有的OSM、光空移键控(OSSK)、增强型光空间调制(EOSM)和差分光空间调制(DOSM)等方案进行了比较分析。最后,指出了OSM中亟需解决的关键性问题及其未来的发展方向。     

多径瑞利衰落信道下AOAM系统最佳信噪比门限值的研究

自适应调制根据瞬时信道信噪比选择适当的调制方式，能够改善系统的BER性能以及平均吞吐量性能。在常用于高速移动环境的六径瑞利衰落信道模型下，研究自适应调制系统的最佳信噪比门限值，使系统的平均吞吐量最大，同时保证了目标BER性能，得到的最佳门限值可以用于ITU—RM．1225 Vehicular Test A模型的自适应调制系统。     

BER performance analysis of compound chaotic sequence (CCS)-based NR-DCSK system under multipath fading channel

This paper presents the performance analysis of compound chaotic sequence (CCS)-based noise reduction differential chaos shift keying (NR-DCSK) system under multipath Rayleigh fading channel conditions. The special characteristics of chaotic sequences are their deterministic randomness behaviour that adds security and multipath immunity to the data when used as a carrier in communication systems. In this paper, the chaotic sequences are generated by combining the outputs of chaotic maps, such as logistic map, Chebyshev map, Bernoulli shift map, tent map, etc., leading to new complex sequences known as CCSs. This sequence possesses more randomness, overcomes severe interference levels encountered during transmission and provides higher multipath immunity compared with those of pseudo-noise (PN) codes. Since NR-DCSK is a spread spectrum technique, its performance in wireless multipath fading channels has important considerations. The CCS is used as a carrier in NR-DCSK systems, which leads to improved bit error rate (BER) performance. Comparisons of simulation results to theoretical BER expressions of additive white Gaussian noise (AWGN) and Rayleigh fading channels have been carried out to test the efficiency of the proposed CCS-based NR-DCSK system.     

一种新颖的四天线时空调制通信定位综合化系统

针对通信定位综合一体化的趋势和未来移动通信发展的需要,提出了一种新颖的四天线时空调制技术,设计了一种差分编码非正交四相对空调制通信定位综合化系统,该系统除具有PSK的通信能力外,还能测定用户方位,具有抗多径的潜力,最后给出了信号的调制编码,接收机的解调与载波恢复,方位角估计等关键问题的解决方案,分析了在高斯信道下的差分解调和相干解调的误码率和方位角的测量精度。     

基于正交频分复用的水下转发器的设计

为解决长距离高速水声数据传输问题,采用接力式水声数据转发传输是一个很好的解决方案。结合正交频分复用技术的特点设计实现了一个数字式的水下转发器系统。系统功耗低、结构简单,可以很好地解决水声通信中存在的多途干扰和窄带宽问题,实现高速、可靠的水下数据转发的目的。湖试中,在6000m的距离内,3kHz带宽下,转发速率为4.32kb/s,误码率低于10-3。湖试结果表明,基于正交频分复用的水下转发器可以达到较高的转发速率和较低的误码率。