基于现场可编程门阵列的差分四相相移键控调制解调算法设计

以软件无线电技术为基础,针对差分四相相移键控(DQPSK)调制解调系统设计了全新的算法,实现了现场可编程门阵列(FPGA)平台下的DQPSK全数字调制解调,并可通过软件编程进行电路升级.与传统DQPSK调制解调电路相比,不但缩减了印制电路板(PCB)的尺寸,而且可以在不改变电路的情况下升级调制解调算法,从而降低了硬件升级、算法调整的成本.以Intel的Quartus II软件作为验证平台,用Verilog HDL语言实现了各个模块功能的设计,采用ModelSim软件进行功能仿真,验证算法的正确性.系统运行频率达到132 MHz,达到了预期要求.

新一代40Gbit/s传输技术——双极化四相相移键控(2-POL QPSK)及其它技术比较

介绍了自适应智能全光网的基本特点,以及实现这些特点的关键组件,讨论了每波长40Gbit/s的光传输系统技术、目前的发展状况及40Gbit/s解决方案与现有10Gbit/sDWDM系统链路的兼容性,以及北电基于40Gbit/s系统——双极化四相相移键控(DP-QPSK)的传输技术。

基于现场可编程门阵列的四相相移键控相干接收技术

相干激光通信具有高速率及传输距离长等优势,在星间激光通信中占有重要的地位。相干光通信系统充分利用了光的强度、相位、频率和偏振等信息,不仅能提高频带利用的效率,同时还能够延长光通信中继距离。四相相移键控(QPSK)调制与解调作为一种多进制调制方式,可以大幅度地提升频谱资源的利用率。本文针对相干光激光通信的QPSK调制与解调响应速率的问题,提出了一种改进型的科斯塔斯(Costas)环,实验验证了完整的QPSK调制与解调系统,同时验证了改进型Costas环的性能可行性。

四相绝对相移键控解调中的频差校正

在实际的四相绝对相移键控(QPSK)数字解调系统中,多普勒频移和接收机本振的中心频率偏移及相位噪声都会引起载波频率和相位的误差.针对这一误差,介绍了开环系统中频差校正原理,然后通过滑动窗口求均值的方法实现平均相位误差校正,并利用Matlab仿真证实,在同样信噪比下,采用平均相差法得到的误码率比直接相差提取的方法低很多.目前,平均相位误差校正方法已应用到实际的QPSK解调系统中,并获得理想的通信效果.

四相差分相移键控的编码

介绍了自然码、循环码的特点及其相互关系，探讨了四进制差分相移键控方式下自然码、循环码的编码。

相位噪声对QPSK系统性能的影响分析

理想情况下,四相相移键控(Quadrature phase shift keying,QPSK)中的中频频率变换不会使系统的误码率产生恶化,但是,由于实际的本振中存在相位噪声,在进行频率变换时,会使系统的误码率增大。在QPSK系统中,关于相位噪声对系统性能影响的分析一直是研究的难点。针对此问题,本文给出了在QPSK调制解调系统中,本振相位噪声引起的误码率恶化的理论计算方法,并对此进行了仿真验证。结果表明仿真得到的结果和理论方法计算得到的结果一致。

OQPSK载波相位捕获算法的改进及数字化实现

论文研究了一种OQPSK数据辅助式载波相位捕获算法。考虑到实际应用中信道噪声对算法性能的影响,对原算法进行了改进,加入了平均运算及保护机制,完成了算法的FPGA实现。仿真及实际运行结果表明:该方案简单易行,无相位模糊问题,仅需少量前导训练码就能快速捕获载波相位,精度较高,满足无线高速突发通信系统快速相位捕获的需要。

DS-QPSK相位误差检测算法改进与数字化实现

根据直接序列扩频通信系统中伪随机序列(PN码)的相关特性,提出一种适合于直接序列扩频四相相移键控调制(DS-QPSK)系统的载波相位误差检测方法。PN码具有很好的相关特性,可以简化DS-QPSK信号中的一路信号,进而借鉴二相相移键控(BPSK)信号的反正切鉴相方式完成鉴相。完成了计算机仿真与数字化实现。结果表明,采用该方法,可以降低对接收信噪比的要求,提高接收灵敏度。

基于FPGA的特征扩频卫星物联网链路设计与实现

随着卫星通信与地面无线通信的发展,通信系统频谱共用问题日益突出。传统扩频方法通常将外部干扰视作均匀功率谱信号,但此类方法对卫星通信频谱的利用尚不充分。采用信号功率谱特征与干扰信号功率谱特征互补塑形的特征扩频系统,更符合实际卫星通信中噪声频谱非均匀和小信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)的情况。设计了特征扩频的扩频与解扩方案的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)实现,借助成型的四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK)通信链路,嵌入特征扩频模块对QPSK调制后的信号进行扩频幅度调制。在FPGA上实现了该方案,验证所完成的系统在发送端能正确对数据进行扩频处理,在接收端能识别扩频后的信号,并正确解析出来。该研究的结论有助于现代卫星通信中业务数据实现小信噪比和低误码率(Bit Error Rate, BER)传输。

基于聚合物平面光波导的混合集成相干接收机

由90°光混频器和光电探测器阵列组成的相干接收机是相干光通信系统的核心组件。当前相干接收机的发展关键是如何通过提高器件的集成度来实现低成本、高效益。文章介绍了怎样将低成本的聚合物平面光波导工艺用于制备两种不同类型的90°光混频器,并通过45°反射镜实现了与背向入射式III-V族光电探测器阵列的混合集成。实验结果表明,这两种相干接收机不仅集成度高而且性能良好。

QPSK时域相干相位编码的OCDM新技术

介绍了光码分复用(OCDM)的原理,分析比较了常用OCDM技术的优缺点,根据四相位序列中的A序列提出了用四相相移键控(QPSK)实现时域相干相位编码的OCDM新技术,并通过数值模拟计算选出了相关特性好的4个码组,用于实现Tbit/s超高速光纤传输实验系统,可大大提高传输速率及频带利用率.

QPSK系统微波本振相位噪声与BER的定量关系

四相相移键控(QPSK)因为其高的带宽利用率而成为卫星通信中经常采用的调制技术。微波本振相位噪声与QPSK系统BER之间的定量关系的研究成为系统设计师必须解决的课题。文章首次详细分析了QPSK系统本振相位噪声的频域参数———相对单边功率谱密度与BER的定量关系,为系统设计师提出合理的微波本振相位噪声指标提供了理论依据。

单光源3.2Tbit/s2080km实时相干传输试验

文章介绍了基于31.786Gbaud/s光收发模块实现的32×100Gbit/s信号速率、2 080km标准单模光纤的实时相干光传输试验,信号采用PM-QPSK(偏振复用四相相移键控)调制格式。信号光源为单个激光器产生的32路波分复用子光载波,频率间隔为32GHz,频谱效率达到3.11bit/s/Hz。信号传输2 080km后,采用20%的FEC(前向纠错)编码时,Q值仍有1.2dB的余量。此外,还研究了光滤波器带宽与OSNR(光信噪比)代价的关系。25h挂机试验结果显示,信号接收纠错前误码率在1E-2以下,表明该传输系统稳定可靠。该系统为国内首个单光源3.2 Tbit/s实时传输试验系统,对提升现有100Gbit/s商用光纤传输系统的传输效率有较大的指导意义。

第四章 数字微波收发信机工作原理

数字微波收发信系统主要由微波收发信机、分路系统等组成。目前,我省电力系统所使用的数字微波设备均为日本NEC公司生产的500型和770型设备。哈佳双微波线路用770型设备,电话容量510路,主干线频段为6GHz;哈——牡、沈长哈微波线路用500型设备,电话容量为480路,频段分别为2GHz和6GHz。调制和解调方式为4PSK(四相相移键控)

北斗QPSK调制信号多星联合捕获算法

传统的接收机捕获方法仅针对单颗卫星码相位及载波频率进行搜索与捕获,为了提高接收机傅里叶变换及相关运算模块的使用效率,提出了一种面向北斗B1频点信号的多星联合捕获算法,并在此基础上建立了联合捕获相位参量与相应卫星编号间的映射关系。最后,利用采集的卫星中频信号对多种捕获算法进行了实验对比与性能分析,实验结果表明,多星联合捕获算法可成功对多颗卫星进行并行搜索及快速捕获,平均运行速度相对于传统捕获算法提高了约23%,改善了北斗接收机中信号捕获的处理效率。

高速移动条件下的多普勒频移估计与校正

在遥测遥控通信系统中,经常会遇到发射机或接收机具有很高的移动速度。这将导致接收机接收到的数据包含很大的多普勒(Doppler)频移。多普勒效应使得接收数据的相位发生旋转,这将造成接收信号无法正确解调。对高速移动条件下的数字通信系统中存在的多普勒频移问题进行研究,并对盲估计算法与训练序列估计算法的性能进行比较与分析,并对采用训练序列算法估计频偏和相偏的FPGA实现过程中存在的主要问题进行讨论并提出解决方案。最后,仿真结果表明,所提到的硬件实现算法能够很好地估计和校正频偏与相偏。

恶劣电力线信道中的SOQPSK-MIL调制方法

为了能够更好地在恶劣电力线信道中传输信号,该文提出了一种新的整形偏移四相相移键控-军用(Shaped-offset quadrature phase-shift keying-Military,SOQPSK-MIL)调制方法。该调制算法中调制信号的波形与原有的Simon定义的16个波形相比,在一个符号时间内波形的可能性只有8种。在解调过程中滤波器的个数减少为原来的一半,大大降低解调的复杂度,误码性能没有发生变化。给出了新的SOQPSK-MIL调制方法的解调过程。结合多径干扰条件下的电力线通信环境,可知该调制算法较适合在恶劣信道中使用。

一种全数字QPSK解调器的Matlab仿真及设计

QPSK作为一种抑制载波的抗干扰能力较强的四相移键控调制方式,被广泛应用于无线卫星通信中.同步(载波同步和符号同步)是解调过程中最核心的问题之一.采用基于软件无线电的思想,把尽可能多的通信功能用可升级、可替换的软件来实现.载波同步采用数字Costas环的方式,符号同步采用模平方谱线估计法来完成,并通过Matlab仿真验证结果的可行性.将仿真获得的参数结合硬件平台,最终在工程上实现了一款基于FPGA(现场可编程逻辑门阵列)的气象卫星解调器的设计.

QPSK高性能数字调制器的FPGA实现

本文提出了一种QPSK高性能数字调制器的FPGA实现方案,由Altera的IP核NCO2.3.0提供QPSK高稳定度的数字正弦信号,给出了QPSK的实验仿真结果。结果表明,基于NCO的QPSK数字调制器极大地改善了无杂散动态范围及信噪比,有效地降低了FPGA的硬件开销,QPSK调制器工作稳定、可靠,达到设计要求。

Nakagami衰落上DE-QPSK在联合收发分集下的性能分析

利用高斯Q函数的高阶次幂在最大比合并(MRC)分集接收瑞利衰落信道上统计平均的结果,推导了Nakagami衰落信道上采用组合发射选择合并(SC)/接收MRC天线分集的相干检测差分编码四相相移键控(DE-QPSK)的平均误符号率(ASER)精确表达式。利用高斯Q函数的近似表达式和矩生成函数(MGF)方法 ,推导了Nakagami衰落信道上采用组合SC/MRC天线分集的相干检测DE-QPSK的ASER近似表达式。通过数值计算和仿真,验证了DE-QPSK的ASER精确表达式的正确性以及近似表达式的准确性。利用精确表达式和近似表达式可研究收发天线数目和衰落参数对DE-QPSK的ASER性能的影响,为实际SC/MRC天线分集方案的设计提供了理论指导。