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。     

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.     

8PSK/16APSK信号的频偏估计及误比特率分析

针对8移相键控(PSK)和16振幅移相键控(APSK)信号的频偏估计及误比特率,介绍了高阶的恒包络数字调制方式8PSK和16APSK,重点研究2种调制信号的频偏估计,并搭建通信链路模型。采用Matlab对8PSK,16APSK调制信号在加性高斯白噪声下的频偏估计进行仿真分析,并使用频偏估计得到的载波频率进行相干解调,最后对比分析实际误比特率与理论误比特率。仿真结果表明：在不同信噪比的加性高斯白噪声信道条件下,8PSK的抗噪声性能比16APSK好;采用本文给出的频偏估计方法能够较好地接近理论误比特率,为设计通信系统提供依据。     

时钟抖动对水下激光MPPM通信的误码影响分析

多脉冲位置调制(multi-pulse position modulation,MPPM)与脉冲位置调制相比具有能量信息效率高和带宽低的优点,是水下激光通信中一种有效的通信方式.为了研究时钟抖动对激光水下多脉冲位置调制通信的误码影响,在分析MPPM时钟抖动时的性能的基础上,通过理论计算提出了MPPM最小误比特率的映射列表的方法,分析并仿真了MPPM使用二进制码和格雷码两种编码方式的误比特率.结果表明,在相同的传输带宽和传输速率下,使用格雷码编码的MPPM误码性能优于二进制编码,且MPPM的性能优于脉冲位置调制,误比特率降低约2.4dB.该研究结果对提高水下激光通信性能具有一定的理论参考价值.     

LDPC码在水下激光通信中的研究

为了研究低密度奇偶校验码在水下激光通信系统中的性能,采用软判决迭代译码算法对系统误比特率进行了仿真,并对水下激光通信的信道模型和低密度奇偶校验码的编译码方式进行了探讨.在一定码长和调制阶数条件下,当信号光子数ns增大时,可以使误比特率降到10-5以下.结果表明,通过利用光电检测输出的软信息进行低密度奇偶校验软判决译码可以明显地降低系统误比特率.     

基于嵌入式的远程通信信号发生器的设计

设计远程通信信号发生器实现通信信号的采集、滤波、检波、放大、调制与接收,提出基于嵌入式技术的远程通信信号发生器设计方案。信号发生器主要包括了通信基阵模块、收发转换电路模块、通信信号滤波及检波电路模块、信号放大处理模块、信号调制解调模块以及接收机设计等。采用嵌入式控制器PXI-8155对通信信号发生器的各模块进行串口、并口及GPIB接口的总线设计,实现远程通信信号发生器的嵌入式集成总线优化设计。对信号发生器进行通信信号传输处理分析,实验结果表明,该远程通信信号发生器能有效提高信号的稳定准确传输能力,降低通信信号传输的误比特率。     

一种噪声调制技术及其性能分析

隐蔽通信对信号的隐蔽性能提出了很高的要求,为提高信号传输的隐蔽性能,适应现代隐蔽通信的发展需求,提出了一种噪声调制技术。噪声调制不同于传统的调制技术,利用噪声波形代替正弦波形,信号以真正的噪声波形进行传输,并具备一定的带宽优势;设计了一种直接采用噪声调制的通信系统方案,并分别与BPSK调制技术和直接序列扩频技术在抗噪声性能与隐蔽性能上进行了仿真对比,验证了噪声通信的可行性。     

脉冲宽度调制的可见光通信系统研究

提高短距离无线通信的速率与精度,设计了基于脉冲宽度调制的可见光通信系统。向系统内输入待传输数据,由系统内发射模块的信号源接收此数据,并向调制单元发射其数字信号,调制单元结合脉冲宽度调制与脉冲振幅调制两部分,对该数字信号实施振幅与宽度调制,并向LED驱动器发送调制后信号,LED驱动器接收此调制信号,并驱动LED阵列以对应可见光信号传输该调制信号;由系统内接收模块的光电探测器检测到此可见光信号,转换成电压信号,并经放大与滤波处理后,传输至模数转换器转换该放大电压信号为数字信号,由解调单元解调该数字信号,得到原始传输数据输出,完成此待传输数据的短距离可见光无线通信。结果表明,该系统可实现不同形式数据信息的通信传输,平均传输比特率可达到67.031 Mbit/s,传输后所得数据几乎与原始数据吻合,数据的传输速率与传输精度均较高,实际应用效果理想,能够保障短距离无线通信的高速率与高精度。     

软切换链路下的混合编码与副载波调制方案

为了提高自由空间光/射频（FSO/RF）混合通信链路的性能，采用混合低密度奇偶校验（LDPC）编码与副载波相移键控/正交振幅调制（PSK/QAM）联合调制的方法，对不同传输比例下混合系统的误比特率性能进行了仿真分析，取得了不同信道条件下单链路和混合链路传输方案的误比特率数据。结果表明，在弱中强湍流条件下采用副载波二进制相移键控（BPSK）调制，相比开关键控（OOK）调制可获得大约4.4dB~5.2dB的增益。采用软切换的混合LDPC编码与副载波BPSK/16QAM调制方案，依据链路状态调整比例为1:1和3:1时，不同湍流强度下可获得大约0.3dB~7.4dB的性能增益。这一研究结果对于提高FSO/RF混合通信系统的全天候高效可靠传输性能具有重要的参考价值。     

弱湍流条件下LDPC码室内FSO通信系统调制性能分析

为了克服光在弱湍流大气条件传输时,光强闪烁造成的突发错误,理论分析了基于开关键控、脉冲位置调制、差分脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制方式的自由空间光通信系统性能。首先推导了无线光通信未编码系统在各调制方式下的平均误比特率公式;在此基础上,将低密度奇偶校验码和置信传播算法应用到无线光通信系统中,研究了相应系统模型下的译码,并在大气湍流信道中进行了理论分析和实验仿真验证。结果表明,脉冲位置调制可获得最好的误比特率性能;采用低密度奇偶校验的大气弱湍流光通信系统比未编码的通信系统性能好,并且可以有效地增加信噪比增益,能够提高系统的抗干扰能力,在无线光通信系统中将有一定的应用前景。     

基于声光调制的逆向调制光通信系统研究

为了扩展自由空间光通信的应用领域,设计了一套稳定性好、实用性较强的逆向调制光通信系统。采用一种基于声光调制器、逆向光链路等核心元件的实验方法,利用现场可编程门阵列发出晶体管-晶体管逻辑门电平对声光调制器进行控制,采用二进制频移键控与二进制脉宽调制调制相结合的四进制调制方法,同时使用冗余校验置换、改进的汉明码等加密纠错方式,实现了室内逆向调制激光通信。结果表明,该通信系统的串口通信速率可达115.2kbit/s、高频载波达1MHz、且保密性良好、误比特率低于10-6,同时证明了激光外调制逆向通信系统载波最高可达到5MHz左右。     

用于可见光通信的CAP-ADPPM混合调制系统设计

为提高可见光通信链路传输性能,提出一种无载波幅度相位(CAP)和幅度差分脉位调制(ADPPM)混合的调制系统.该系统通过将频谱高效的多维CAP调制与功率高效的ADPPM相结合,利用ADPPM的时隙脉冲搭载CAP信号进行信息传输;在高斯白噪声信道模型下,推导了 CAP-ADPPM混合调制系统的误帧率解析表达式并进行了仿真...     

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。     

基于分层调制的物理层网络编码研究

在实际的移动通信环境中,信道的状态复杂多变,该文针对双向中继信道的非对称性,提出采用分层调制方式的物理层网络编码方案。首先构建源节点、中继节点均采用分层(2/4-PSK)调制的双向中继通信系统模型;其次给出了中继节点的物理层网络编码解调及映射规则,推导出加性高斯白噪声下中继误比特率及端到端误比特率理论计算公式;最后仿真验证了理论分析结果。与采用传统QPSK调制技术的物理层网络编码相比,该方案利用分层调制的技术优势,确保较优信道的高速率传输,也兼顾了较差信道的传输可靠性。     

网格编码8PSK系统的误码性能

网格编码调制(TCM)是近年来提出的一种先进的组合编码调制技术,在不降低信息传输率、不扩展占用频带的前提下,它能获得可观的编码增益。本文讨论网格调制编码的上、下限渐近特性,重点研究了用错误状态转移图和生成函数求误比特率上限的解析方法。以四状态网格编码8 PSK系统为例,计算了维特比译码时错误路径的欧氏距离谱及由此得到的误比特率上限。文中还对该系统进行了计算机模拟。实验结果表明,本文所介绍的计算误比特率上限的解析方法其结果与计算机模拟结果相当接近。     

基于高维调制的模分复用系统性能研究

为了提高系统的传输容量和传输性能,提出了基于高维调制的模分复用通信技术.通过搭建的基于高维调制的模分复用系统,仿真分析了4b-4D和8b-8D高维信号在不同光信噪比、传输距离和模式耦合系数条件下的传输性能,并与传统的谱效率相同的二维调制信号QPSK进行了对比.实验结果表明,在目标误码率下,4b-4D信号和8b-8D信号所需信噪比分别比QPSK信号降低了2和4 dB,传输距离分别比QPSK信号增加了20和40km.可见,随着信号维度的增大,信号的抗噪声性能及抗色散性能越好.此外,实验结果表明模式耦合对误码率的影响也随着信号维度的增加而减小.     

无线激光通信系统中DPIM技术研究

为了改善通信的带宽效率、功率需求,以及信道中信号传输的抗干扰性能,对应用于无线激光通信系统中的DPIM(数字脉冲间隔调制)方式进行了研究。通过仿真分析,比较了OOK(开关键控)、PPM(脉冲位置调制)、DPPM(差分脉冲位置调制)以及DPIM方式的功率、带宽、单位传信率和差错性能。根据DPIM的理论分析,设计了一种以FPGA(现场可编程门阵列)为核心的DPIM系统。结果表明,该调制系统性能稳定,可以达到较高的调制速率。     

多调制格式兼容的空间激光高速通信调制仿真与实验研究

为了顺应自由空间光通信多调制格式兼容的趋势,改善系统灵活性差、成本较高等问题,提出一种基于双IQ调制器的多调制格式兼容的激光通信发射方案。首先,基于Optisystem软件建立系统模型仿真分析,所得眼图和星座图验证了所提方案的正确性;然后,研制了多调制格式兼容发射硬件,并实验研究了调制格式的兼容性、可切换性和通信性能。实验结果表明:所设计硬件兼容发射OOK、BPSK、DPSK、QPSK、PM-DQPSK 5种调制格式;速率分档可调,最高可达40 Gbit/s;当发射端产生40 Gbit/s PM-DQPSK调制格式信号时,在离线接收条件下,误码率为10-7时的灵敏度达到-39.8 d Bm。通信调制仿真及实验结果验证了所设计方案的可行性,所得到结果也为空间激光通信系统设计提供了技术参考。     

大气湍流中直升机助降紫外光引导调制研究

为了研究大气湍流中不同调制方式对无线紫外光通信系统的性能影响,基于紫外光非直视通信模型,理论推导了弱湍流条件下开关键控、脉冲位置调制的误比特率。采用紫外光引导直升机助降模型,在不同调制方式下仿真分析了发射功率、通信距离、发散角、接收视场角、收发仰角对误比特率的影响。结果表明,不同调制方式的误比特率随着发射功率、发散角、接收视场角的增大而不断减小,随着通信距离、收发仰角的增大而增大; 在相同条件下,脉冲位置调制比开关键控的误比特率更低,而且随着调制阶数的增加,误比特率会越来越小。这一结果对提高紫外光通信系统在大气湍流中的抗干扰能力具有一定的应用价值。     

相位调制的多用户OFDM-FH通信系统性能分析

 本文研究一种高效的通信方式,即相位调制的OFDM-FH通信系统。为了提高衰落信道下系统误码率性能,接收端采用最大比合并的分集接收技术。利用特征函数方法,推导该系统在加性高斯白噪声信道和瑞利衰落信道时系统误码率性能。给出误比特率与跳频频点数 ,OFDM子载波数N和用户数 等参数之间的关系。理论分析和仿真实验结果表明,在相同参数条件下,基于相位键控调制的OFDM-FH多址接入系统与其它OFDM-FH通信系统比较,具有系统频带宽度占用少、误比特率低等优势。