大气湍流像差对空间零差二进制相移键控相干光通信误码性能的影响

通过研究不同大气湍流条件下的系统误码率(BER)来说明大气湍流引起的波前畸变给零差二进制相移键控(BPSK)相干光通信系统带来的恶劣影响。结果显示,大气湍流引起的像差可以独立于系统信噪比(SNR)作用于相干光通信系统,导致误码出现。即使在SNR无限大的情况下,当接收光信号的波面峰谷值(PV)大于一个波长后,就容易出现误码;并且随着SNR的降低,对波面PV的要求更加严格。另外,大气湍流引起的光强起伏和相位畸变会导致相干混频效率急剧下降,从而增加系统误码率。

基于多普勒因子补偿的高速平台声学测速方法

水下运动平台自速度估计通过声学多普勒测速技术实现,其中估计的核心在于复相关过程。高速工况下,多普勒效应的增强导致回波最优相关性偏移先验相关峰位置,产生测速误差。文章针对上述问题,提出一种基于相关域多普勒因子补偿的高速平台宽带二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)测速方法。该方法通过对多普勒因子进行“估计−补偿”迭代过程,修正常规复相关测速结果。仿真结果表明,修正后的速度估计准确度提高了5‰以上,有效优化高速运动平台的自速度估计性能。

BPSK-QPSK和QPSK-16QAM的光调制格式转换

信号在调制方式不同的系统之间传输时,需要对信号调制格式进行转换,而调制格式转换通常在电信号上进行,要将光信号恢复成电信号。在电信号上进行调制格式转换后,再经电光调制器变换成光信号发射。频繁的光电或电光转换通常会增加系统成本,针对该问题,提出了利用相干叠加在光域上实现二进制相移键控(BPSK)到正交相移键控(QPSK)以及QPSK到正交幅度调制(16QAM)的调制格式转换的方法。实验通过Optisystem软件对转换模型进行仿真,采用10 Gpbs伪随机信号作为测试信源,通过星座图观测出信号成功转换为QPSK和16QAM;并在不同光信噪比、光源线宽和信号功率下对转换模型与直接QPSK、16QAM传输模型进行误码分析对比,在相同条件下转换模型和直接传输的误码率高度保持一致,表明这种调制格式转换方法具有较高的稳定性和准确性,能够适用于不同系统间的信号传输。

基于声表面波延迟线的相位解调器设计

该文提出了一种基于声表面波延迟线的相位解调器,其原理是利用声表面波延迟线将调相信号转换为调幅信号,并采用“延迟相加”的方法进行解调。该延迟线实现了频率2.695~3.000 GHz内1μs的延迟时间,解调器可以实现调制速率为500 kHz和1 MHz的二进制相移键控(BPSK)调制信号的解调。

2DPSK调制与解调系统的仿真设计与分析

二进制差分相移键控(2DPSK)法能够避免2PSK信号传输中相位不确定和倒“π”缺陷,误码率极低,实际应用较广。为了更好地理解2DPSK调制和解调的原理,借助于MATLAB/Simulink仿真技术实现了2DPSK调制和解调系统的建模和分析。仿真实验表明,仿真结果和理论分析内容一致,验证了仿真模型的正确性。

光域数据加密解密技术

随着大数据时代的来临,数据成为新型生产要素,保障数据本身安全,或者说保障数据信息的安全,对于保护个人权益甚至国家利益至关重要。通过对数据进行加密/解密处理,是对数据信息进行保护的重要手段,特别是在数据传输过程中,通过对数据进行加密传输,能够在传输过程中,起到重要的保护作用,就算数据在传输过程中遭遇泄露,但如果没有数据的密钥,也无法对信息进行解密读取。而在当今高速传输的通信网中,光纤通信网络占据了绝大部分的建设,数据在光纤通信网络中是以光信号数据的形式存在,因此光纤通信网络中光域数据信息加密传输就变得越来越重要。当前光纤通信网络对于数据的加密方案大都是基于数字信号处理在电域上对数据进行处理,该过程需要对光信号转换成电信号后再进行加密处理,因此存在高时延、效率低的问题。针对光纤通信网络中光信号安全传输问题,本文提出了一种基于三束二进制相移键控(BPSK)、BPSK、正交相移键控(QPSK)光信号光域数据加密/解密方案,通过仿真结果可以看出,所提的方案不需添加多余额外的泵浦光,而只需要输入的两束BPSK信号以及一束QPSK信号,就可以实现对BPSK光信号的光域数据加密/解密。该方案在保证光信号光域数据信息安全性的同时,也能够提高光纤通信网络的数据信号处理效率,避免常规的电信号处理方案中多次光电转换导致的效率问题和电子瓶颈问题,具有明朗的应用前景和应用价值。

数字微波通信技术在风电并网发电通信中的应用

由于传统方法在风电并网发电通信中的应用效果不佳,提出数字微波通信技术在风电并网发电通信中的应用。结合风电并网发电通信的需求,确定通信天线数量、信号发射端与接收端的距离以及传输视距,完成风电并网发电的通信物理配置。利用微波通信技术对风电并网发电通信的信道进行编码、频道扩展处理,采用二进制相移键控方法对基带信号进行载波调制,在信号接收端通过对通信信号解码处理实现对发电信号传输,进而实现基于数字微波通信技术的风电并网发电通信。经实验证明,设计方法的信号传输时间在1 s以内,数据丢失量占总量的比例较小,数字微波通信技术在风电并网发电通信中具有良好的应用前景。

基于二阶循环统计量的BPSK参数估计

针对复值二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)信号,推导了其无共轭项和带共轭项的二阶循环累积量表达式,分别研究了时延对其循环频率特性的影响,得出了独立的载频和码片时宽估计算法,即可以利用无共轭项二阶循环累积量时延零切片估计载频,可以利用带共轭项二阶循环累积量时延非零切片估计码片时宽,并推导了最优时延的选取,进而提出了一种更优良的码片时宽估计算法。仿真实验表明,提出的载频估计算法与循环谱算法比较,虽有2 dB的损耗,但是计算复杂度减小;码片时宽估计算法性能比利用循环谱的估计算法提高5 dB以上。

原核细胞仿生自修复电路设计

仿生电子阵列是模拟生物体自修复机制,具有在线自修复能力的新型电路。针对基于真核细胞的仿生电子阵列配置存储消耗大等不足,在比较真核细胞、原核细胞基因结构的基础上,提出了一种基于原核细胞的仿生电子阵列结构,设计实现了差分二进制相移键控调制电路,通过仿真验证了该结构的有效性。

基于BPSK的低压电力线载波通信系统研究

电力线通信技术是利用电力线传输数据或信号的一种通信方式。针对低压电力线通信易于受到用电设备的启停、切换和负载变化产生噪声的问题,详细分析了低压电力线的噪声源的种类、噪声的频谱特征和噪声模型,构建了一种以240 k Hz正弦信号为载波低压电力线通信系统,设计了基于Kasier窗函数的带通滤波器,分析了BPSK解调算法,并对BPSK接收性能进行了分析。仿真和实测结果表明,在信噪比为-15 d B时,设计的BPSK调制解调器的误码率约为0.3%。

基于光纤布喇格光栅的光CDMA编/解码器

介绍了基于光纤布喇格光栅(FBG)的光CDMA编/解码器(E/D)。分别给出了非相干光二维FBG编/解码器、振幅调制超结构光纤布喇格光栅(SSFBG)编/解码器、相干光二进制相移键控(BPSK)SSFBG编/解码器、可重构四进制相移键控(QPSK)SSFBG编/解码器的构造方法和最新研究进展,并分析了几种编/解码器的优缺点。

Chirp-BOK-BPSK调制超宽带无线传输技术

分析了正向和反向线性调频脉冲尖锐的自相关特性与极低的互相关特性.基于此特性,在Chirp-BOK调制方法的基础上提出了Chirp-BOK-BPSK调制方式,将输入数据同时调制到Chirp脉冲的调频斜率和正反向相位上.推导了Chirp-BOK-BPSK调制信号的表达式以及在AWGN信道下的系统误码率,且该调制信号在室内信道下存在较大码间干扰.最后通过仿真分析比较了Chirp-BOK-BPSK和Chirp-BOK UWB系统在AWGN信道下最佳接收机性能,信噪比为12 dB时系统误码率低于10-4.

基于BPSK调制方式的无线信标机的设计

针对黑匣子等弹载记录设备搜寻困难的问题,设计了一种基于BPSK(二进制相移键控)调制方式的无线信标机。选用U-BLOX公司的GPS(全球定位系统)模块NEO-5Q自我定位,使用DDS(直接数字频率合成器)芯片AD9910进行高频BPSK调制,再将信标数据帧通过射频电路板以一定频段发射。经实测,该设计可以得到输出功率达1.9mW、频段为400MHz以上的BPSK调制信号。该设计是借用软件无线电的思想,通过软件实现无线电台的各种功能,具有灵活性与开放性的特点。

基于自适应尺度变换-双稳态随机共振模型的BPSK信号检测算法

为提升在强噪声背景下对二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)信号的检测性能,针对主流方法在抑制噪声过程中信号受到一定程度的削弱、信号处理系统引入新噪声导致检测性能下降的问题,提出了基于自适应尺度变换双稳态随机共振模型的BPSK信号检测算法。对于经典的双稳态随机共振系统只能处理小幅度、低频段的周期信号的情况,首先将双稳态随机共振系统进行尺度变换,证明在高采样率条件下,双稳态随机共振系统可应用于高频的BPSK信号,并基于Neyman-Pearson准则设计了非线性阈值检测系统,推导且定量表示出检测器的误码率,以此作为反馈量,自适应地调节系统参数,构建了信号检测的完备流程。通过仿真实验验证了尺度变换的可行性以及所提算法的适用性,为低信噪比条件下的弱BPSK信号检测提供了理论依据。

星地激光通信中光学数字相干接收机的研究

光学数字相干接收技术在星地激光通信中具有广泛的应用前景。本文以窄线宽DFB激光器作为光源,采用自动频率控制环路,结合光学混频和数字信号处理技术,实现了最高速率为1.25 Gbps的相干光通信。实验结果表明,自动频率控制环路能够将信号光和本振光之间的频率差实时控制在10 Hz以内,光学混频器输出的I、Q两路信号相位差能够长时间稳定保持90°,基于FPGA的载波相位补偿技术能够有效修正自动频率控制环路的相位残差,在误码率为10^(-6)条件下,该接收机的灵敏度优于每比特54个光子。

基于科斯塔斯锁相环的光学零差相干接收技术

零差相干光通信能够实现极高的通信速率和接近量子极限的灵敏度,是新一代空间通信领域极具潜力的通信体制。以窄线宽激光器作为本振源,结合90°光学混频技术和科斯塔斯光学锁相环技术,实现了信号光的零差相干接收。试验结果表明,信号光和本振光经过90°光学混频后I、Q两路信号相位差保持90°,科斯塔斯光学锁相环可以长时间实现信号光和本振光之间的相位锁定,接收速率为2Gbps的二进制相移键控(BPSK)信号,试验结果表明,该接收机能够很好地实现基带信号解调。

直扩技术分析及其应用

扩频通信技术由于具有抗干扰能力强,信号隐蔽性好,容易实现多址传输等优点而在卫星通信、数据传输、移动通信、无线数据通信等领域的应用日益广泛。其中直扩通信技术是目前使用的最典型扩频工作方式,弄清楚扩频和解扩处理过程的机制,是理解直接扩频通信技术本质的关键所在。首先介绍了直扩通信系统的基本工作原理,其次结合构建的系统模型,对其扩频和解扩的机制进行了详尽分析,提出了采用直扩技术通信的优势。最后给出了直扩技术在国内外的应用现状。

一种多载波OFDM-UWB无线通信系统

在对超宽带(UWB)技术中的MB-OFDM-UWB系统进行研究分析的基础上,提出了一种基于BPSK调制的MB-OFDM-UWB发送接收系统,并对发送机和接收机的工作原理进行了详细的阐述,给出了相应的数学描述公式。

基于早-晚门的相干BPSK调制设计

基于对早-晚门同步技术的研究分析,在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现了外部输入码元的本地时钟同步,产生了本地同步载波信号,并在此基础上完成对外部输入码元的相干二进制相移键控调制。仿真结果表明,设计的模块能输出较好的BPSK信号,满足实际工程需要。