深空光通信中抗时延抖动的MPPM星座映射方案

针对深空光通信中现有的多脉冲位置调制(MPPM)方案存在星座点利用率较低及位置选择有待优化的问题,通过比较不同的MPPM方案星座点间的平均汉明距离及信号脉冲位于相邻时隙的概率,提出一种抗时延抖动能力更强的MPPM星座映射方案。基于现有的串行级联脉冲位置调制(SCPPM)译码算法,推导了串行级联MPPM(SCMPPM)迭代译码算法。仿真结果表明:该方案的性能比现有方案更优,不仅能够使通信系统保持较高的信息传输速率,还可以降低MPPM星座点间符号串扰(ISI)及时隙串扰(ITI)的概率,提高通信系统抗时延抖动的能力。     

时钟抖动对射频脉宽调制性能的影响分析

在全数字发信机系统中,射频脉宽调制(RF-PWM)将基带调制信号的幅度与相位信息编码为输出脉冲的宽度和位置。由于数字信号处理器件的非理想特性,其时钟信号的上升沿和下降沿存在抖动误差,影响RF-PWM的输出信号质量。基于3种RF-PWM实现方案,本文通过公式推导确定了时钟抖动引入的非线性失真项,并给出了时钟抖动影响下不同方案输出脉冲信号底噪的数学解析式。最后利用Matlab软件,对不同方案在时钟抖动条件下的基波、奇次谐波和底噪进行仿真验证,结果证明理论推导正确;同时对信号的矢量幅度误差(EVM)和邻信道功率比(ACPR)进行仿真,分析出时钟抖动对信号带内外性能的影响。结果表明,时钟抖动引入的非线性失真主要体现为底噪的抬高;不同RF-PWM实现方案时钟抖动的影响特性各有不同,其中五电平方案对时钟抖动影响具有抑制效果,且随时间分辨力的增大而增大。     

光通信系统时钟提取单元的抖动特性

本文由光通信系统中定时抖动功率谱的一般表达式,分析比较了平方律(SL)和线性整流(LR)两种不同非线性电路(NLC)的抖动特性。     

紫外分离双脉冲位置调制误码性能分析

基于紫外非视距(NLOS)单次散射信道传输模型,分析了用于无线紫外光通信的分离双脉冲位置调制(SDPPM)方案的误码性能.介绍了SDPPM调制方案的符号结构,将该调制方案与开关键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)和双脉冲位置调制(D-PPM)在带宽需求、功率需求方面进行比较.利用光子计数方法,研究了无背景辐射噪声条件下SDPPM的误符率(SER).对PPM、D-PPM和SDPPM紫外通信系统的误码性能进行仿真,分析路径损耗对其影响.结果表明,SDPPM在信源比特分组长度n为5和6 bit时获得了带宽需求与功率需求的较好平衡.当SER达到10-4时,有效通信距离比D-PPM长20 m左右.同时,SDPPM调制方案降低了紫外光散射通信中因多径色散造成的码间串扰(ISI).     

无线激光通信类脉冲位置调制性能比较

为了比较各种类脉冲位置调制性能,对类脉冲位置调制的编码结构、平均发射功率、带宽需求、传信率、功率谱密度、信道容量等进行了比较,分析了其性能特点及使用场合.结果表明,开关键控调制方式容易实现,但功率利用率低;脉冲位置调制方式提高了功率利用率,但是带宽效率差,同时需要符号同步;数字脉冲间隔调制结构复杂,缩短了符号长度,带宽效率高,不需要符号同步;双头脉冲间隔调制方式提高了带宽效率和传输容量,不需要符号同步,大大简化系统实现复杂度.     

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。     

大气激光通信中三脉冲的MPPM编译码系统的实现

为了解决大气激光通信中单脉冲位置调制(PPM)的传输带宽扩张的问题,分析了多脉冲位置调制(MPPM)的传信能力、传输效率、带宽利用率等性能参数.发现三脉冲的MPPM在传信能力、带宽利用率较PPM和二脉冲的MPPM有很大优势.设计并实现了一种新的编译码系统,即三脉冲的MPPM编译码系统.实验结果表明,用FPGA实现的三脉冲的MPPM编译码系统能够正确地完成输入二进制信息的编译码.     

时钟抖动对ADC性能的影响分析

时钟的孔径抖动是影响ADC动态性能的重要因素。分析了时钟抖动对ADC动态性能的影响,并对时钟抖动与相位噪声的关系进行了论述,给出了时钟抖动与相位噪声之间的换算方法,对于正确选择ADC的采样时钟具有指导意义。     

脉冲超宽带误比特率性能分析

针对脉冲超宽带通信技术采用的调制方式,对其的误比特率性能进行理论分析。结论指出,对于脉冲超宽带常用的两种调制方式PAM和PPM,PAM的误比特性能具有3dB增益;且充分利用FCC功率限制之下的能量是提升超宽带无线通信误比特性能的关键。     

舰船激光通信中大气湍流对系统误比特率的影响

为了研究舰船激光通信系统中采用多光束发射与接收技术时,大气湍流对系统误比特率造成的影响,采用了对激光在大气湍流场中的传输方程进行解析求解的方法,忽略系统中其它噪声,仅考虑由大气湍流引起的系统误比特率,得到了在不同发射天线数目和相关系数条件下,传输距离、大气信道间距、对数振幅方差和系统误比特率的关系.结果表明,在弱起伏条件下,随着发射天线数目的增多或相关系数的减小,系统误比特率减少很快;湍流强度增大,系统误比特率增加;传输激光波长增大,系统误比特率降低;当发射天线数目一定时,随着大气信道间距变大,系统误比特率降低.     

通信系统中同步技术的研究

同步是进行信息传输的关键前提,其工作质量直接决定通信的质量,几乎在所有的通信系统中都要先解决同步问题,稳定、可靠、准确的同步对通信至关重要.为了从整体上理解同步技术,本文系统阐述了载波同步、位同步、群同步和网同步的基本原理,并分析对比了各自的实现方法,最后给出各同步技术的性能指标及对通信系统性能的影响.     

Gamma Gamma强海洋湍流和瞄准误差下水下无线光通信系统的性能研究

采用外差式差分相移键控(Differential phase-shift keying,DPSK)调制的水下无线光通信(Underwater wireless optical communication,UWOC)系统经过Gamma Gamma强海洋湍流信道传输,当接收端与发送端之间存在瞄准误差并采用孔径接收方式时,分析了湍流效应和瞄准误差对接收光强的抖动影响,推导了UWOC系统的平均误码率(Bit error rate,BER)和中断概率(Outage probability,OP)的解析表达式。数值模拟研究了不同的瞄准误差、束宽、接收孔径和海洋湍流参数对平均BER和OP性能的影响。结果表明,在相同的束宽和信道环境下,瞄准误差越大,系统性能越差;光束束宽与孔径半径之比越大,接收孔径直径越大,系统性能越好;另外,选择较小的温度和盐度波动对海洋湍流贡献的比值ω和均方温度耗散率χT,以及较大的湍流动能耗散率ε和动力粘度u的海洋湍流环境也有利于获得较好的系统性能。     

一种用于头盔式水下无线光通信的卷积码研究

为了提高头盔式水下无线光通信系统的可靠性,设计了一种新的（3,1,1）卷积码。介绍了水下光通信模型及其对编码的要求,计算了未编码系统在水下高斯白噪声信道下的误比特率。给出了此卷积码的具体的编译码方法,推导了编码后系统误比特率计算公式。在不同系统参数、水质和传输距离的情况下,对未编码系统和编码系统分别进行了仿真。仿真结果表明:编码能够改善系统的误码性能;系统参数越大,编码改善系统性能的能力越强;水体衰减系数或传输距离越大,编码改善系统性能的能力越弱。     

水下光通信系统在非Kolmogorov湍流中的传输特性

湍流效应是限制水下无线光通信(underwater wireless optical communication,UWOC)系统性能的关键因素之一。在强海洋非Kolmogorov湍流中,首先以平面波和球面波为光源,研究了采用孔径接收的差分相移键控(differential phase-shift-keying,DPSK)调制的UWOC系统性能。接着,基于Gamma-Gamma信道模型,利用Whittaker函数推导出了平均误码率(average bit error rate,ABER)的解析表达式。最后研究了不同光束形状、调制方式、孔径尺寸以及非Kolmogorov湍流参数即内尺寸和幂率对ABER的影响规律。结果表明,UWOC系统采用球面波传输、DPSK调制在比较小的内尺寸和较大的幂率湍流下传输经孔径接收可以提升ABER性能。     

光纤CDMA系统光接收机误码性能研究

光纤ＣＤＭＡ系统是一个扩频系统。本文首次对该系统中带扩频相关特点的光接收机噪声及误码性能进行了细致深入的研究,给出了误码率的计算公式,并进行了数值计算,作出了相应的曲线。研究结果表明其误码性能优于普通光接收机。     

大气闪烁对无线激光通信效能的影响

由于大气湍流的存在,使激光信号在大气传输中产生振幅的随机起伏,称为大气闪烁。大气闪烁将引起激光通信误码率的增加。由光强起伏大小的统计规律和通信基本原理推导出了弱湍流条件下由光强闪烁引起的误码率计算公式,分别建立了地面水平链路和地-空斜向链路中的大气闪烁误码率模型,对模型进行了仿真,分析了湍流强弱、信号调制方式、链路距离、激光波长及地面发射仰角对闪烁误码率的影响,得到了闪烁误码率的变化规律。结果表明,通过合理选择信号调制方式、激光波长、站址位置及地面发射仰角等方式能够有效地降低大气闪烁误码率,提高通信可靠性。     

基于极化码的无线光通信副载波误码性能分析

提出了一种基于极化码的无线光信道副载波调制方法,给出了极化编译码的具体算法过程,并将其应用于无线光通信系统。在不同大气湍流强度下,对系统的差错性能进行了仿真分析,其重对基于极化码的二相相移键控和四相相移键控两种调制方法的误码率进行了对比,结果表明,采用极化码的副载波二相相移键控调制系统的性能优于四相相移键控系统。最后,实验比较分析了极化编码前后副载波调制系统的误比特率,结果表明,在无线光通信大气湍流信道模型下,采用副载波极化码编码调制技术可使误码率性能改善一个量级。     

非理想载波同步对多载波直扩系统的性能影响

与单载波直扩相比,多音调制直接序列扩频（Multi-tone DSSS,MT-DSSS）在相同频谱效率下具有更高的处理增益,但非正交子载波的频谱重叠导致其对载波同步更加敏感。分别在频偏及相噪两种情况下对多音调制（MT）系统载波同步误差进行随机过程建模,计算出相关检测判决统计量及平均误码率,并进行仿真验证。结论表明：在频偏条件下,频率估计误差严重干扰每个子载波的解调并对系统误码率有较大影响;不存在频率估计误差时,频偏所造成的载波间串扰（ICI）对系统性能影响较小。在相噪条件下,相同扩频码MT系统的ICI被相关检测时的低通滤波所抑制,使其与单载波直扩具有相同误码率;不同扩频码MT系统的ICI主要由扩频码互相关性引起,而与相噪基本无关。     

对数正态分布下的无线光通信系统误码率分析

对开关键控(OOK)强度调制直接检测(IM/DD)方式的无线光通信接收发射系统的光电信号进行分析,并使用最大后验概率(MAP)方法确定判决阈值。将对数正态分布作为湍流信道上光强闪烁模型,建立了系统误码率与湍流强度、光源相干参数、激光发射器光功率等系统参数之间的定量关系。采用部分相干光作为信号光能降低光源相干度,有效抑制湍流效应。计算结果表明：在一定条件下,湍流强度改变0.5个量级系统误码率相差6-8个量级,并且最优源相干参数可以通过计算得到,其对应的部分相干光最有利于提高通信系统性能。