基于混沌脉冲开关键控的超宽带通信方案

该文基于混沌脉冲位置调制(CPPM)提出了一种新型可用于超宽带冲击无线电(UWB-IR)的通信方案——混沌脉冲开关键控。该方案克服了混沌脉冲位置调制方法存在的问题,具有保密性好、可靠性高、设备的实现更加简单等优点。分析和仿真表明,在非理想定时情况下,该文提出的新系统具有比CPPM更好的解码性能。

一种新型正交相关延迟混沌开关键控系统

在相关延迟键控(CDSK)和混沌开关键控(COOK)这两种传统方案的基础上提出了一种新型的混沌键控方案——正交相关延迟混沌开关键控(OCD-COOK)。该方案结合了CDSK系统和COOK系统各自的特点,同时引入了一对简单的Walsh码序列,克服了CDSK系统误码性能差的缺点,具有比特误码率低、传输速率高、安全性好等优势。理论分析及仿真结果均表明,该系统的比特误码率低于CDSK和差分混沌键控(DCSK),传输速率是DCSK的2倍,具有很好的实际应用价值。

基于新型开关键控编码脉冲对的异步可见光定位方法

发光二极管(LED)照明的普及为高精度室内定位提供了一种绿色低成本的解决方案,作为最经济的LED调制方式,开关键控(OOK)由于开关速度、响应时间和节点间同步等的限制,存在定位精度差等问题。该文提出一种基于新型开关键控编码脉冲对的室内信标构造方法及其对应的异步可见光定位模型,各LED仅需按所提规则进行开关键控,光电探测器(PD)端可以获得最大后验概率准则下的最优位置估计。经验证,当信道(含LED和接收机)具有理想带宽、200 MHz和100 MHz带宽时,在30 dB的信噪比(SNR)条件下,终端以90%的概率使得定位精度分别可以达到6 mm,7 mm和1 cm。在相同条件下,与异步码分多址(CDMA)进行定位、传统OOK基于指纹进行定位以及传统OOK基于接收信号强度进行定位这3种方法相比,该文提出的方法可以获得明显较好的定位效果。另外,当带内信噪比从30 dB恶化至15 dB时,终端的定位精度还能稳健地保持在厘米量级。

40GHz光纤无线通信系统中开关键控与正交频分复用信号传输性能的比较

从理论和实验两方面比较了光纤无线通信(ROF)系统中分别传输开关键控(OOK)与正交频分复用(OFDM)信号的性能。从理论上对产生的毫米波进行了色散效应分析,证明了在ROF系统中OFDM信号长距离传输后没有受到严重的码间干扰(ISI),只是毫米波信号的相位发生了变化;OOK信号受到了严重的码间干扰。实验证明在无色散补偿的情况下,2.5 Gb/s的OOK信号在单模光纤(SMF)中传输60 km后眼图完全闭合,误码率(BER)只能达到10^(-3),而采用OFDM信号传输130 km星座图仍然很好,误码率达到10^(-4),这说明在ROF系统中OFDM信号的传输性能要优于OOK。

无线光开关键控调制在Turbo码下的差错特性分析

目前无线光通信工程主要采用开关键控调制,该调制简单、易实现,但误码率高,需要引入纠错编码技术。在分析Turbo码译码结构和开关键控迭代译码算法的基础上,分析仿真了迭代次数、帧长以及约束长度对开关键控调制误码率的影响。结果表明,引入Turbo码编译码技术能够有效改善无线光开关键控调制系统的误码性能。

差分相移键控和开关键控信号的混合传输实验

实验完成了42.8 Gb/s差分相移键控(DPSK)信号和9.95 Gb/s开关键控(OOK)信号的混合传输。光纤链路总长410 km,由四个放大段组成。每个放大段由标准单模光纤(SSMF)和色散补偿光纤(DCF)构成,采用掺铒光纤放大器/分布式拉曼放大器(EDFA/DRA)混合放大,42.8 Gb/s DPSK信号采用单端检测。给出了差分相移键控信号与开关键控信号分别在单路和混合传输410 km后的眼图光谱图以及误码率曲线。

基于OOK调制的可见光通信视频传输系统

为了降低可见光通信(VLC)系统的误码率,设计了一种基于二进制开关键控(OOK)调制的VLC视频传输系统。该系统采用改进型4B5B编码、后均衡放大电路改善了系统误码性能,拓展了系统的-3 d B带宽,并在自适应阈值判决的基础上分析数据的相关性特征,实现了OOK解调。实验结果表明:系统可以在2 m的距离下实现1080 P高清视频的实时、无失真传输;当传输速率为60 Mb/s时,改进型4B5B编码能将系统无编码时的误码率由2.2×10^(-2)降低至2.81×10^(-6)。

遵循AISG2.0协议的时分复用塔顶放大器控制单元设计

根据AISG2.0协议对时分复用塔顶放大器(Time Division Duplex-Tower Mounted Amplifier,TDD-TMA)的控制性能要求,提出了一种TMA嵌入式控制单元设计方案。设计了基于对数放大器和射频开关的OOK通信模块,有效解决了发送信号绕回到接收端的问题。设计了基于电流负反馈的可配置式电流告警电路,实现了告警电流的精确控制。给出了AISG协议栈和TMA故障检测与处理模块的软件实现方法。测试结果表明,该设计方案通信及控制性能符合AISG协议要求,状态监控功能完善,且当AISG通信故障时具备自动切换到电流告警模式的功能。

基于AISG协议的便携式ALD控制器设计

针对天线线上设备(ALD)安装调试工具普遍存在效率低下、操作繁琐的问题,提出了一种符合AISG协议要求的便携式ALD手持控制器设计方案.该方案采用基于对数放大器的检波方法实现了接收灵敏度可调节的OOK通信电路,分析了AISG协议的设备扫描方式,设计了一种区分ALD设备类型的四叉树扫描算法,实现了对AISG总线上不同类型ALD设备的快速识别.结果表明,本设计方案符合AISG协议规范要求,控制功能完善,具有协议兼容性好和扫描速度快的优点.

基于OOK调制的水下高速激光通信系统设计与实现

为了满足水下高速激光通信的需求和提高系统的误码性能,设计一种基于二进制开关键控(OOK)调制的水下高速激光通信系统,采用滑窗平均滤波方法对接收数据进行去噪处理,根据固定值阈值和自适应阈值方式求取联合阀值后进行门限判决。系统测试结果表明:联合阈值判决方式的误码性能优于固定阈值判决和自适应阈值判决方式;系统在洁净水、水中含少量悬浮杂质2种水质通信时的误码率分别为0、10^(-2)左右。

电容隔离式栅极驱动电路设计

针对功率半导体器件不断提升的开关频率和工作电压等级使得传统的栅极驱动电路面临着传输延时长、共模瞬态抑制能力(CMTI)不高等一系列缺点,设计了一种电容隔离式的栅极驱动电路,该驱动电路分为低压侧发射端和高压侧接收端2个部分。提出了一种预放大器结构可增强栅极驱动电路的抗噪声能力;也提出了一种改进型包络解调结构可有效降低信号解调的脉冲宽度失真。后仿真结果表明:此栅极驱动电路的CMTI能力高达100 kV/μs,信号典型传输延时为77 ns,脉冲宽度失真为2 ns。

振动波井下通讯技术

为了克服传统井下通讯方法的不足,提出一种振动波井下通讯技术,开发了振动波井下通讯系统,进行了现场试验,并将该技术应用于分层注水。理论和实验研究表明,油套管振动波传输呈通阻带交替分布,据此制定了多基频传输策略,采用开关键控调制和曼彻斯特编码方式对振动信号进行处理,将控制信息加载到振动波。研发了振动信号发生系统,实现电能到振动波能量的可控转换。研发了振动波接收解码系统,以微振加速度传感器作为信号拾取元件。设计了振动波井下远程传输测试系统,并进行了井下通讯现场试验,验证了振动波井下通讯技术的可行性以及通讯系统的准确性和可靠性,得到了套管振动波信号的衰减特性。该技术已成功应用于分层注水,在井筒控制领域有广阔的应用前景。

一种基于半导体照明的无线通信系统

利用15W大功率白光发光二极管(LED)作为通信光源,研制出一种基于半导体照明的无线通信演示系统,该系统具有可用带宽高、保密性好、无电磁辐射等优点,可以在进行室内照明的同时实现文本、图像和声音等数据的传送。该系统采用开关键控(OOK)调制方式,在波特率为115.2kbps时支持最远为3.2m的通信距离,接收信号的误码率<10^(-6)。

大气湍流中直升机助降紫外光引导调制研究

为了研究大气湍流中不同调制方式对无线紫外光通信系统的性能影响,基于紫外光非直视通信模型,理论推导了弱湍流条件下开关键控、脉冲位置调制的误比特率。采用紫外光引导直升机助降模型,在不同调制方式下仿真分析了发射功率、通信距离、发散角、接收视场角、收发仰角对误比特率的影响。结果表明,不同调制方式的误比特率随着发射功率、发散角、接收视场角的增大而不断减小,随着通信距离、收发仰角的增大而增大;在相同条件下,脉冲位置调制比开关键控的误比特率更低,而且随着调制阶数的增加,误比特率会越来越小。这一结果对提高紫外光通信系统在大气湍流中的抗干扰能力具有一定的应用价值。

基于混频偏置合成的高速太赫兹无线通信系统

提出一种基于载波抑制混频与载波偏置功率合成的高速太赫兹无线通信方案。发射端利用载波抑制混频器和载波偏置功率合成在140 GHz载波上实现了开关键控(OOK)调制;接收端利用包络检波接收器进行检波接收。分别开展了不同混频本振功率及偏置功率下的检波响应实验、不同基带信号功率及偏置功率下的检波响应实验,以及不同输入功率下的检波响应实验。实验结果对OOK调制器设计,以及OOK类通信系统的优化均具有较好的指导意义。最后,利用优化的系统参数在70 cm距离上实现了140 GHz,16 Gbps的无线通信,系统误码率(BER)优于10^(-5)。

塔康信标扩展数据广播抗噪声性能分析

为扩展塔康信标数据广播功能,保持同导航功能的兼容性,分析了信标信号格式和系统要求,提出了基于OOK、PPM、DPSK的数据广播方法,将数据信号插在基准群之后播发。研究了高斯白噪声对3种数据广播信号的影响,分别推导出3种数据广播系统误码率公式。仿真结果表明:抗噪声性能从好到坏依次为OOK信号、DPSK信号、PPM信号;信噪比大于15 d B时,DPSK同PPM误码率基本相同,均小于6×10-5。同时,由于PPM方法数据广播速率高于OOK,实现复杂度低于DPSK,具有较好的综合性能。

紫外光通信中调制技术研究

紫外光通信是无线光通信的一种,它是利用紫外光在大气中的散射来进行信息传输的一种新型通信模式。然而,紫外光通信的调制解调技术是整个系统的关键难点。在详细阐述紫外光单散射信道模型的基础上,分析了开关键控(OOK)和脉冲位置调制(PPM)的调制结构,并在紫外光单散射信道模型中对上述两种调制技术进行了比较。结果表明:PPM调制技术在误码率性能及信息传输速率上都要优于OOK调制技术,并且随着PPM调制阶数的增加,这种优势会更加的明显。

LED照明通信系统的设计与实现

设计了一款用于室内点对点单向无线传输的光通信系统。该系统采用白光LED作为传输载体,STM32作为主控单元,开关键控驱动作为基本调制方式,在满足室内照明的前提下,设计了发射与接收装置电路、LED调制发射电路、接收解调电路、信号放大电路、电源模块电路。制作的样机系统最终实现了对26个字母连续每隔1s传输1000次,传输记录140cm、误码率为零的测试。

基于编码和干涉效应的可重构UWB信号产生

提出了一种基于不同编码方案和马赫-曾德尔干涉(MZI)效应的可重构超宽带(UWB)信号产生方案。仿真和实验结果表明,仅仅通过改变编码器的编码规则,即可实现正、负高斯单边带(monocycle)脉冲和正、负近似高斯双边带(Quasi-doublet)脉冲。

基于LED和APD的便携式紫外光通信系统设计

设计了基于紫外LED和雪崩光电二极管(APD)的便携式紫外光通信系统,给出了发送端和接收端的电路设计方案,系统采用开关键控(OOK)调制方式,主要的信号处理模块由FPGA完成。实验结果表明,实现了100m距离内的实时语音通信,误码率小于10-6。解决了现有紫外光通信系统价格昂贵和体积大的不足。