无线光通信中的定长双幅度脉冲间隔调制

在无线光通信中,为解决脉冲位置调制(PPM)需要符号同步和数字脉冲间隔调制(DPIM)符号长度不同定造成调制器等待或缓冲器溢出的问题,提出了一种新的调制方式--定长双幅度脉冲间隔凋制(FDAPIM),分析了它的符号结构、发射功率、带宽需求以及在高斯白噪声的差错性能,并和开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)、定长数字脉冲间隔调制(FDPIM)等调制方式进行了比较.理论分析与仿真结果表明,FDAPIM的误包率劣于PPM和DPIM,接近于FDPIM,但明显优于OOK.虽然FDAPIM的带宽要求较高,但其带宽效率和功率效率都优于FDPIM,且不需要符号同步,相对于PPM系统,实现的复杂性大大简化;相对于DPIM,其符号长度固定,不会引起调制器等待或缓冲器溢出.因此FDAPIM应用于无线光通信系统具有一定优势.     

吉比特室内无线光通信系统研究

针对红外直射信道模型设计了一种多输入多输出室内光无线通信系统,该系统在信道数达到8时可以实现1 080Mbit/s的数据率。系统采用定长数字脉冲间隔调制（FDPIM）解决脉冲位置调制（PPM）需要符号同步和数字脉冲间隔调制（DPIM）符号长度不固定所引起的问题,对FDPIM系统的符号结构、带宽、差错率特性等方面进行了分析,并与OOK、PPM和DPIM调制方式进行了比较。仿真结果表明,系统更加适合未来低成本、高数据率室内无线通信的需求。     

Turbo码编码FDPIM在弱湍流下的差错性能分析

DPIM调制方式的符号长度变化不固定,分析Turbo码编码DPIM调制下的差错性能存在的困难,针对该问题给出了一种新的调制方式--定长脉冲间隔调制.在给出其调制结构的基础上,在弱湍流信道模型下首先推导分析了未编码FDPIM的误包率,并与DPIM 调制方式的性能进行了比较,然后分别采用三种模型分析了Turbo编码FDPIM调制的误比特率特性.仿真分析结果表明,未编码下的FDPIM的误包率虽然劣于DPIM,但其实现的复杂性简化,相对于DPIM,其符号长度固定,易与Turbo码译码结构相结合实现软判决;在该调制方式下引入Turbo码可使平均发射功率降低约10 dBm,能够有效的改善系统差错性能.     

无线光通信中的定长数字脉冲间隔调制

针对脉冲位置调制(PPM)需要符号同步和数字脉冲间隔调制(DPIM)符号长度不固定所引起的问题,提出了一种新的定长数字脉冲间隔调制(FDPIM)。给出了相应的编码结构,并分析了平均功率效率和带宽需求。在弱湍流信道模型下推导了定长数字脉冲间隔调制的误包率,并与开关键控(OOK)、脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制等调制方式进行了比较分析。结果表明,定长数字脉冲间隔调制的误包率劣于脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制,但明显优于开关键控的误包率。虽然定长数字脉冲间隔调制的带宽要求较高,但不需要符号同步,相对于脉冲位置调制系统,实现的复杂性大大简化;相对于数字脉冲间隔调制,其符号长度固定,不会出现因符号时隙个数不固定所引起的调制器等待或缓冲器溢出问题。     

一种新型的无线光通信调制方法

针对脉冲位置调制(PPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)等方法存在的问题,提出了一种新的双宽脉冲位置调制(DD-PPM)方式.在给出其符号结构的基础上,分析了带宽需求、传输容量和平均功率,推导出弱湍流信道下的误包率模型,并将其与开关键控调制(OOK),PPM和DPIM等典型调制方式进行了比较.理论分析和仿真结果表明,DD-PPM不仅比OOK具有更高的功率利用率和更好的差错性能,比PPM具有更高的带宽效率和传输容量,比DPIM具有相近甚至略好的差错性能,而且因符号长度固定,解调时不存在等待或缓存器溢出等问题,较DPIM更易工程实现.因而作为一种折中的调制方式,DD-PPM在无线光通信中有一定的应用场合.     

一种无线光通信中脉冲位置调制的符号同步方法

脉冲位置调制(pulse position modulation,PPM)是无线光通信的经典调制方式之一.符号同步是实现PPM正确解调的关键技术.在分析帧同步码型和长度要求的基础上,设计了一种PPM帧结构,提出了利用帧同步来实现PPM符号同步的方法.论述了其工作原理,并分析了其同步性能.结果表明该方法建立时间短,同步概率高,并具有自动调整功能,可实现性强.     

大气无线光通信调制方式性能分析

在对三种典型大气无线光通信调制方式--OOK、PPM和DPIM的调制结构进行分析的基础上,结合大气无线光信道特点,分析比较了这三种调制方式的带宽需求、传输容量、功率需求和差错性能.理论分析与仿真结果表明,OOK方式实现简单,不需要符号同步,带宽需求最小,但功率利用率太低;PPM方式大大提高了功率利用率,但带宽利用率最低,而且需要符号同步;DPIM相比于OOK具有更高的功率利用率,相比于PPM具有更高的带宽利用率,而且不需要符号同步,应用于无线光通信系统具有显著的优势.     

弱湍流下Turbo码编码数字脉冲间隔调制差错性能分析

数字脉冲间隔调制(DPIM)的符号长度变化不固定,因而分析该调制方式在Turbo码编码下的差错性能存在困难.在建立分析模型和推导差错率的基础上,在弱湍流信道条件下仿真分析了Turbo码编码前后的系统差错性能,同时与高斯信道条件下的系统差错性能进行了比较.仿真分析结果表明,弱湍流信道条件下的系统差错性能不如高斯信道条件下的系统差错性能,但在两种信道条件下,引入Turbo码编码技术均可获得3~6 dB的编码增益,能够有效改善系统的差错性能,具有良好的军事应用价值.     

基于脉冲位置调制的无线光通信多级编码调制及其多阶段解调译码算法

针对无线光通信脉冲位置调制(PPM)与信道编码的结合应用,提出了一种多级编码调制方案,利用多级编码的多级标签结构,将PPM符号所对应的分组比特分拆到不同子码通道的码字中,同时结合PPM的信号集分割和极大似然检测解调方法,推导了方案的多阶段解调译码算法。在弱湍流大气条件下的仿真分析表明,PPM多级编码调制相对单级编码调制在误码率10-6下获得0.85 dB以上的增益,且可实现对不同重要程度信息段的不等差错保护。在分量码码型给定的条件下,按纠错能力逐级配置分量码并采用所推导的多阶段解调译码,可为系统提供更好差错性能,优于直接的并行译码方法。     

紫外光通信脉冲位置索引调制

在紫外光通信中,应当充分考虑带宽需求、差错性能的平衡问题。针对该问题,基于DPIM提出了一种脉冲位置索引调制(Pulse Position Index Modulation)方式,详细描述了调制结构,分析了带宽需求、传输容量和差错性能,并与其他几种调制方式进行了比较。理论分析和仿真结果表明:PPIM的差错性能比OOK、DAPIM、DAPPM、FDAPIM更优,仅劣于DPIM;但其带宽效率优于DPIM、DAPPM、FDAPIM,劣于DAPIM和OOK。PPIM能实现性能方面较好的平衡,在紫外光通信系统中具有一定的应用前景。     

水下无线光通信中的FDPIM性能研究

为了改善脉冲位置调制需要符号同步和数字脉冲间隔调制、双头脉冲间隔调制、多幅度脉冲间隔调制符号长度不固定所引起的接收发机结构复杂和调制器速率不固定等问题,提出将定长数字脉冲间隔调制应用于水下无线光通信系统。分析了带宽需求、传输容量,并与其它调制方式进行了比较;在给出水下无线光通信信道模型的基础上,推导了该信道中定长数字脉冲间隔调制方式的误包率表达式。结果表明,定长数字脉冲间隔调制适用于水下无线光通信系统。     

Analysis of error performance on Turbo coded FDPIM

Due to variable symbol length of digital pulse interval modulation（DPIM）, it is difficult to analyze the error performances of Turbo coded DPIM. To solve this problem, a fixed-length digital pulse interval modulation（FDPIM） method is provided. The FDPIM modulation structure is introduced. The packet error rates of uncoded FDPIM are analyzed and compared with that of DPIM. Bit error rates of Turbo coded FDPIM are simulated based on three kinds of analytical models under weak turbulence channel. The results show that packet error rate of uncoded FDPIM is inferior to that of uncoded DPIM. However, FDPIM is easy to be implemented and easy to be combined, with Turbo code for soft-decision because of its fixed length. Besides, the introduction of Turbo code in this modulation can decrease the average power about 10 dBm, which means that it can improve the error performance of the system effectively.     

大气无线光通信系统中数字脉冲间隔调制研究

基于光强闪烁的大气无线光通信系统模型,研究了数字脉冲间隔调制(DPIM)方式的差错性能,分析了符号结构、发射功率、带宽需求等问题,并与 OOK(开关键控)和 PPM(脉冲位置调制)调制方式进行比较。理论和仿真研究结果表明,DPIM 调制方式较 PPM 方式有较高的功率效率和较少的带宽需求,特别是在系统实现上相对于 PPM 大大简化。因此 DPIM 应用于无线光通信系统具有一定优势。     

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.     

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).     

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