光通信中一种有效的差分脉冲位置宽度调制

考虑脉冲位置调制(PPM)在解调时需要严格的时钟同步和符号同步,而且功率越高,时隙越窄的问题,结合差分脉冲位置调制(DPPM)和脉冲宽度调制(PWM)提出了一种有效的调制方式--差分脉冲位置宽度调制(DPPM+PWM).研究了采用DPPM+PWM的红外通信系统在加性高斯白噪声干扰下的性能,对DPPM+PWM的符号结构、发射功率、带宽需求、传输容量以及误包率等特性进行了分析,并通过仿真与开关键控(OOK),PPM,PPM等调制方式进行了比较.结果表明DP-PM+PWM频带利用率高,传输容量大,不需要符号同步,且增加了脉冲信号的长度,大大简化系统实现,是一种很有实际应用价值的调制方式.     

一类新的广义形态学混合滤波器

传统形态学滤波器滤波后的图像灰度值产生偏移,滤波算子抑制噪声效果较差.基于双路对偶形态学算子的混合滤波器解决了传统形态学滤波器存在的灰度值偏移问题,但运算次数多,处理速度较慢.提出了广义混合交变序列滤波器,该滤波器继承了一般混合交变序列滤波器的重要性质,保持了对偶滤波器的强对称性,且运算量减少了一半.仿真实验表明,该混...     

无线光通信PPWM码的时隙时钟恢复和解调

提出了一种应用于无线光通信系统中的新型调制方式——PPWM（脉冲位置宽度调制）,并利用PPWM码的特性,设计了一种快速恢复时隙同步时钟的方法,同时给出了PPWM码的解调步骤。通过在QuartusII7.0平台的仿真,表明所设计的时隙时钟恢复方法能够在PPWM码的连零时隙保持稳定的同步时钟输出,解调方法能够有效完成解调。     

基于发光二极管光源的相机定标无线定位算法

针对现有无线定位算法精度较低和成本较高的不足,结合基于发光二极管(LED)照明器件的可见光通信(VLC)系统,考虑相机成像镜头材质不均、装配偏差等因素对真实图像的扭曲和畸变,设计提出了一种新型的基于LED信号光源的相机定标定位算法。该算法根据接收机与LED信号光源的位置关系和通过VLC系统获取的LED信号光源的位置信息,可以解算出接收机的位置和姿态信息,并可以通过对准校正提高VLC系统抗干扰能力的影响。实验结果表明,该算法在实现厘米级定位精度的同时,可以解算出5°级别的姿态角度信息;同时,使用该算法根据位置信息进行对准校正的VLC系统误比特率较跟踪校正的VLC系统误比特率提高了两个数量级,提高了VLC系统的抗干扰能力和稳定性。     

无线光通信系统捕获、瞄准和跟踪研究进展

无线光通信是指以光波作为载体在自由空间中传递信息的技术,具有带宽高、成本低和安全性高等优点。捕获、瞄准和跟踪(acquisition, pointing and tracking, APT)系统是建立无线光通信系统的前提,简单、可靠、动态性能好的APT系统可以克服由机械平台震动及外界环境变化对无线光通信系统的影响。因此,需要对APT系统进行较为深入的理论和实验研究,从而设计出一种适合无线光通信的捕获、瞄准和跟踪方法。本文分析了国内外在捕获、瞄准、跟踪方面的研究成果,同时介绍了西安理工大学在自动瞄准方面所做的工作,主要包括初始捕获系统、非共视轴控制系统、光束检测系统等方面的进展,以及1.3 km、5.2 km、10.2 km、100 km距离链路的外场实验,验证了APT系统的有效性。最后展望了无线光通信中APT的发展。     

基于光学相机的光流-相机定标融合定位算法

为了解决光流算法在相机大转角情况下定位误差过大和相机定标定位算法在LED数量不足的情况下无法定位的问题,提出将相机定标定位算法和光流算法进行卡尔曼滤波融合的光流-相机定标融合定位算法。首先,采用相机定标定位算法进行室内定位;其次,引入光流算法补偿相机定标定位算法的计算结果;最后,采用卡尔曼滤波融合2种算法的定位结果。搭建实验平台验证所提算法的定位性能。实验结果表明,所提算法能够解决相机定标定位算法在LED数量不足的情况下无法定位的问题,同时能够克服光流算法在相机大转角情况下定位误差过大的问题,将相机在大转角运动情况下平均定位误差从6.86 cm降低至1.02 cm。     

无线光PPM+PWM的性能分析

为了解决无线光通信中常用的调制方式开关键控(On-Off Keying,OOK)误比特率高,脉冲位置调制单位传信率低的问题,提出了一种新的调制方式--脉冲宽度位置调制技术.详细分析了 PPM+PWM调制技术的单位传信率和误比特率,用Matlab软件首次成功实现了调制方式的编译码,并在在相干和非相下技术检测下,对采用调制方式的系统进行了仿真.分析和仿真结果表明,PPM+PWM是一种单位传信率优于 PPM,误比特率小于OOK的调制技术.     

一种面向光学相机通信系统的数据帧结构

针对光学相机通信(Optical Camera Communication,OCC)链路收发两端不同步和相机帧间间隔等因素引起OCC链路数据丢失的问题,本文在分析相机接收机卷帘快门工作机制的基础上,研究了光电二极管(Light Emit-ting Diode,LED)-相机OCC链路的基本工作原理,以及相机像素行数、像素行读取时间、拍摄帧速率、拍摄角度姿态等因素对OCC链路数据传输速率、链路丢帧率等参数的影响,并针对OCC链路的特点,设计了一种新型的适用于OCC链路的数据帧结构.通过对比分析发现,使用该数据帧的OCC链路,可以有效地解决收发端不同步和相机帧间间隔引起的OCC链路数据丢失的问题,优于常用的交错Hamming码和Raptor码帧结构.最后,本文设计搭建了相关的OCC链路测试平台,通过对比数字仿真结果和实际测量结果,验证了理论分析的有效性.     

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.     

一种适用于图像传感器接收机的最佳接收算法

根据图像传感器的工作模型和及其器件噪声特性,分析了图像传感器作为可见光信号接收机时的工作特性,并根据可见光通信(VLC)系统误码率(BER)随图像传感器感光时间和判决门限的变化特性,提出一种适用于图像传感器接收机的最佳接收算法。仿真实验结果表明,本文算法可以根据可见光信号的出射角、传输距离、入射角和码速率等参数,设置图像接收机的最佳感光时间和系统判决门限,有效提高了VLC系统的抗干扰能力,使VLC系统的BER达到最佳。