一种支持向量机的相干解调系统误码率模拟预测算法

针对信道中高斯加性噪声引起接收端相干解调系统的误码问题,提出了一种支持向量机的相干解调系统误码率模拟预测算法,为提高通信系统的抗噪特性提供研究基础。文中采用差分进化算法与支持向量机SVM算法相结合的方法,通过差分进化算法优化SVM算法中的惩罚因子与高斯径向基的核函数参数,并对模拟环境下相干解调系统受高斯加性噪声影响所产生的误码数据进行了预测。实验结果表明,基于差分进化的SVM算法预测模型相比经典遗传算法预测精度提高了3.7%,预测精度基本满足误码率数据的预测要求,并具有较强的泛化能力。

基于全概率公式的M-APSK误码率分析模型

为有效评估加性白高斯噪声信道中M-APSK的性能,提出了一种基于全概率公式的理论误码率分析模型。首先根据星座点分布及其编码特点对星座平面进行区域划分,然后由接收符号落在相应区域的概率推导出各比特的判决错误概率表达式,最后得到理论误码率的精确闭式解。以16APSK和32APSK为例,推导出了其各类星座图的理论误码率计算公式,与Monte Carlo仿真结果非常吻合。模型具有通用性,PSK、QAM、PAM、APSK等调制方式均可利用该模型得到理论误码率的精确闭式解。相较于依赖大量数值计算的复杂二维概率积分方法,所提模型能够更方便地给出M-APSK的误码率性能。

海洋湍流下双拉盖尔-高斯涡旋光束的闪烁指数与误码率研究

采用功率谱反演法模拟了同轴叠加产生的双拉盖尔-高斯涡旋光束(Double Laguerre-Gaussian Vortex Beam,DLGVB)在海洋湍流中传输时的光强和相位分布,仿真分析了DLGVB光束在不同海洋湍流参数下的闪烁指数以及在基于开关键控调制的水下光通信系统中的通信误码率。结果表明,随着湍流动能耗散率的减小,盐度温度波动平衡参数、温度方差耗散率及传输距离的增加,闪烁指数逐渐增加;随着湍流动能耗散率以及拓扑电荷差值的增加,误码率减小。在海洋湍流环境下,使用DLGVB光束进行传输可以抑制海洋湍流带来的干扰,选择最佳的拓扑电荷差值,可以有效提高传输通信质量及通信系统容量。本文研究结果对涡旋光束及其叠加态在海洋湍流下传输特性研究及水下光通信系统持续扩容的发展需求方面具有重要的参考价值。

基于多重降质复合信道的UWOC系统误码率性能研究

针对海水信道吸收、散射、气泡和湍流效应等对水下无线光通信系统性能的影响,建立融合多重降质效应的水下无线光复合信道模型。基于Mie散射理论计算水下微气泡群的体散射函数、散射系数和散射相函数。湍流信道模型采用混合指数广义伽玛分布进行建模。随后,将复合信道对信号的衰减以及湍流噪声等效传递至光信号,推导出了复合信道在通断键控调制方式下误码率的封闭表达式。此外,研究了湍流强度、气泡数量、链路距离和海水水质等参数对误码率性能的影响。研究结果显示,随着链路距离的延伸,误码率线性增长,表现出退化趋势;港口海水因其较高浊度和丰富的悬浮颗粒,难以保证系统通信的可靠性。此外,气泡的存在和链路距离的扩展同样会显著加剧误码率的恶化。

一种测量误码率谱构建眼图的方法

当前生产线上自动化测试设备对高速串行电路接口只能进行通、断、短路传统静态测试,对眼图时域特征动态测试则难以在有限的生产节拍时间内完成。为了在生产线上低成本、快速地完成动态测试,开发了一个多相位、多判决电平的二维误码率统计电路,通过等误码率插值的方法来构建时域眼图。首先分析抖动的不同来源特征,根据双狄拉克模型得到抖动和误码率的关系,Q尺度因子和误码率P的关系,推导出Q-P曲线的切线斜率收敛到随机抖动均方根值σ的倒数。然后通过测量切线斜率求解σ,得到高斯随机抖动的模型。最后根据高斯模型对所有判决电平处的误码率曲线插值,求出二维误码率图谱上的等误码率点,连接这些点绘制眼图的内轮廓线。对高斯函数和眼图仿真数据以及实验测量的误码率数据进行计算分析表明,Q-P曲线斜率插值法在误码率小于10^(-4)以下区域内能够恢复出眼图内轮廓线,可定量地评估眼高、眼宽、幅度、上升下降时间等基本眼图时域参数,相关数据精度误差在10%左右。

用于误码率测试仪的抖动注入技术研究

对于超高速信息传输系统,信道模型变得不再理想,接入超出抖动容限的信号可能产生极其恶劣的后果。不同信息传输系统的抖动容限也不尽相同,多数系统不能容忍超过0.5 UI的信号抖动,而个别系统却可以让超出1 UI抖动的信号通行无阻。因此,误码率测试仪在进行超高速信息传输系统的指标评定时,其输出信号的抖动频率和抖动幅度需要精确可控。鉴于传统调节数据相位的抖动注入方式很难突破1 UI的范围,从正弦信号频率调制的原理出发,提出了一种高动态且参数可调整的抖动信号注入方法,该方法通过对码型发生器输入时钟进行正弦频率调制来完成输出测试信号的抖动控制,能够实现0.1~10 UI范围的高精度抖动注入,已成功应用于超高速误码率测试仪的研制。

国产FPGA高速串行接口误码率测试软件设计

随着内嵌高速串行接口FPGA的广泛应用,其信号质量的监测变得极为重要。设计了1种基于国产FPGA芯片的高速串行接口误码率测试软件,采用软核实现高速串行接口误码率统计、属性动态重配置,利用上位机软件进行实时监测,有效地提高了测试效率。通过实际用例详述了软件进行误码率测试的方法与步骤,进而验证了该软件测试的有效性。研究结果表明,该软件具有较好的用户体验度、较高的测试效率,对FPGA国产化进程起到了积极的推动作用。

遥感卫星图像原始数据误码率检测方法

在分析遥感卫星原始数据质量检测的基础上,文章提出了一种基于空帧数据统计在轨遥感卫星图像原始数据误码率的检测方法,该方法利用空帧数据在原始数据中有较多的占比的特征,利用空帧数据的误码率代表原始数据的误码率。经多颗卫星工程应用验证,结果表明:该方法简单实用,既统计出误码率,又记录了误码出现的具体位置和错误情况,可支撑接收站设计最优数据接收方案,为提高遥感卫星图像质量提供基础。

人工噪声辅助MIMO系统下数据信号功率占比的误码率研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线通信系统传输过程中的安全问题,提出了一种基于人工噪声辅助的安全传输方法。首先,建立人工噪声辅助MIMO系统的信道状态矩阵;其次,将信道状态矩阵进行奇异值分解,设计合理的预编码和人工噪声矩阵,从而显著提升MIMO系统的安全性。对于窃听节点的译码采用最大似然检测译码。仿真结果表明,利用MIMO系统信道信息的零空间矩阵,采用人工噪声进行信号加密,有效提高了潜在窃听节点的误码率,当合法信道质量降低时,通过降低分配数据信号功率系数来提高MIMO无线系统的窃听误码率。

无人机全光中继系统误码率性能分析

研究了大气湍流信道下无人机全光中继(optical amplify-and-forward,OAF)激光通信的误码率性能。为了减小大气湍流的影响,改善系统的误码率性能,同时实现较远距离的数据下传,本文基于掺饵光纤放大器(Erbium Droped Fiber Amplifier,EDFA)和光学硬限制器(optical hard-limiter,OHL)结合的无人机平台,同时采用高空水平传输和单输入多输出(single input multiple output,SIMO)技术斜程传输的两跳中继模式。在基于正态分布和双伽马(Gamma-Gamma)湍流模型下,分析了指向误差、中继距离、天顶角、束散角及平台高度等对误码率性能的影响。仿真结果表明,无人机OAF系统可以有效改善较远距离通信的数据下传误码率性能;当发射功率P_(t)=19 dBm,阈值功率P_(th)=-31 dBm,N=3时,最优发散角为0.8~1.2 mrad,天顶角控制在45°内时,可以在6 km的中继系统中得到10^(-6)系统误码率性能。

基于单光子探测器恢复时间的误码率分析

在深空激光通信中,为满足通信距离远、传输速率高的要求,常采用脉冲位置调制(Pulse Position Modula-tion,PPM)与单光子探测器(Single-Photon Detector,SPD)相结合的探测体制。本文从单光子探测器的恢复时间特性出发,推导了探测器单元探测概率和虚警概率模型,建立了基于信号或硬判决和最大计数硬判决的多元单光子探测器阵列误码率模型。仿真分析结果表明:在16-PPM调制和RS(15,8)编码(Reed-Solomon Codes,里德-所罗门编码)体制下,为实现1.22 Gbps的通信速率、误码率优于10-7,当探测器单元数为4时,探测器恢复时间应≤3.2 ns;当探测器单元数为25时,探测器恢复时间应≤10 ns。

RIS辅助索引调制协作系统的误码率性能分析

针对中继协作通信在发射机和接收机之间的直接路径信号较弱,且信噪比(SNR)低的场景,提出一种智能反射面(RIS)辅助解码转发(DF)中继的协作索引调制(IM)系统(RIS-DF-IM)。在该系统中,RIS作为智能接入点(AP)充当源节点和中继节点发射机的一部分,根据发射信息对反射信道进行相位补偿,最大化接收天线的SNR,并对中继和目的节点接收机的多天线进行索引调制,提高系统的频谱效率;同时,利用矩母函数(MGF)法求解所提出的双跳系统误码率(BER)的理论联合界。此外,还提出了一种预贪婪的最大似然简化(SPML)检测器,通过预贪婪减少遍历天线索引数量,以及简化最大似然译码准则式,降低计算复杂度。蒙特卡洛仿真结果表明,在RIS元件数取128且采用空间调制时,RIS-DF-IM与RIS在远端不接入发射机的协作空间调制系统相比,BER降低了约10;与传统的预编码空间调制系统相比,BER大幅降低,约20;SPML检测器相较于最大似然(ML)检测器,BER增加了约1.4,但是计算复杂度减少了一半,实现了BER与复杂度之间的有效平衡。

APD与PIN接收机的UWOC系统误码率优化

本文针对UWOC的特点,利用SWOC和PIN DSP进行了深入地探讨,给出一种包含方向偏差的双指通道损失模式,并对该模式进行比较详细的分析。通过对接收端倾斜角的最优估计,得出一种基于最优BER的最优方案,并对其进行理论和模拟实验,得出一种基于最优角度的算法,通过对所设计的算法进行实验,得出一个最优的角度。

IP化MBH微波传输误码率劣化研究及解决方案

讨论了基于微波传输的IP化回传网络(MBH)在现行的CES包处理方式下可能导致的支路误码率劣化问题,分析了其产生原因并提出了两点改进措施。推导了改进后的支路误码率计算公式,验证了这些措施对支路误码率劣化的有效性。这种改善将有助于IP化的MBH网络能可靠地实现微波传输。

数字系统误码率的增强测试方法

本文对用增强测试法测量数字系统的方法进行了介绍,对增强测试的特点和有关事项进行了分析。

高速光通信系统中的误码率改进策略

在当今数字社会中,高速光通信系统的重要性日益突显。这一技术领域已成为现代通信和数据传输的关键驱动力之一,广泛应用于互联网、移动通信、云计算等领域。然而,在高速光通信系统中,误码率的问题仍然是一个严峻的挑战。误码率,即在数据传输过程中发生的错误比特率,可能导致严重的数据丢失和通信质量下降,因此需要得到有效的改进。本文旨在探讨高速光通信系统中的误码率问题,并提出一系列改进策略,以提高通信系统的性能和可靠性。

基于温度变化的相位QKD系统误码率分析

基于量子力学基本特性的量子密钥分发系统在经典传输上采用一次一密的加密方式,在理论上具有绝对安全性,但由于系统光学器件不完善等问题,导致量子密钥分发系统存在一定误码。根据盖革模式下的单光子探测器性能,研究温度对量子密钥分发系统暗计数概率以及误码率的影响。首先,在中国寒带地区搭建了基于相位编码的32 km实际远程量子密钥分发系统,全年对该系统进行实际测试与参数采集;其次,引入单光子探测效率和暗计数概率,根据诱骗态QKD协议的原理和单光子探测器的工作模式给出误码率和探测器性能参数的一般理论公式;最后,系统分析单光子探测器的性能对实际远程点对点相位编码的诱骗态QKD系统的影响。研究结果表明:在基于相位编码诱骗态量子密钥分发系统中,影响误码率的主要因素为暗计数概率,调控环境温度能够改变系统暗计数概率,进而影响系统误码率。实验结果与理论分析结果相一致,即温度升高,误码率增大。而在实际工作环境中,系统误码率对于小范围区间内的温度变化表现得并不敏感。

误码率算法的研究

本文将信道误码分布模型归结为简单泊松分布和复合泊松分布，在计算机大量模拟的基础上，提出了将帧同步码误码分段，采用最小二乘曲线拟合并修正，来获得更加准确可靠的系统信道实时误码率，为误码率的检测处理提供了新的思路和方法。并结合空间在数学微波设备上加装电子战单元的课题，提出了实施的具体方法和步骤。

基于雷达截面差值的标签通信误码率分析和测量

基于射频识别技术通信原理和反向散射理论,导出无源标签反向散射信号在"0"和"1"状态下的雷达散射截面差值与反向散射链路通信误码率的关系,提出一种适应于射频识别通信链路的误码率分析、测试方法。使用研发的基于虚拟仪器的射频识别测试系统,运用矢量相减法消除收发天线间直接路径泄漏信号产生的误差,测量了不同参数设置情况下标签的雷达截面差值和通信误码率。实验结果验证了该方法的可行性,且具有较好的通用性和可扩展性。

ADC量化对同频全双工数字自干扰消除的误码率性能分析

同频全双工由于在同时工作的收发通道上使用相同的频率资源,因此本地接收机需要进行自干扰消除。数字域干扰消除方法在模数转换器(ADC)器件采样后进行,ADC位数、干信比、量化判决准则直接影响干扰消除效果和系统误码性能。该文分析了ADC位数、干信比、QAM调制误码性能三者的内在关系;推导了误码率的闭合表达式;仿真验证了数学推导的正确性和有效性。仿真结果表明,随着干信比的减小和ADC位数的增加,误码率性能呈宏观改善趋势,但从特定的微观片段来看,会出现性能波动,甚至会接近无量化误差的误码率性能。