一种频谱高效的可见光混合调制方案

为提高室内可见光通信系统传输性能,提出一种基于广义空间调制技术(GSM)的无载波幅度相位(CAP)-数字脉冲间隔调制(DPIM)混合方案。该方案基于空-时域联合思想,在信号域内将CAP信号加载到DPIM时隙脉冲上构建混合调制信号,在光空域内通过GSM技术同时激活多根天线进行信息传输。推导了可见光高斯信道下GSM-CAP-DPIM混合系统的误帧率理论表达式,仿真验证了解析式的准确性,探究了不同空时域参数选择对系统误帧性能的影响。实验结果表明:频谱效率相同时,GSM-CAP-DPIM混合系统的可靠性优于传统混合调制系统。

基于带宽受限的100 GPON先进调制格式比较

随着云业务、视频业务和移动互联业务的快速发展,5G光接入网对于传输容量的需求日益迫切。接入网段日益增长的带宽需求不仅要求更高的传输速度,还需要保持较低的系统成本。但是成熟的商用低成本光电器件的带宽通常是有限的,当传输速率很高时,带宽明显小于信号的波特率。考虑到低成本光学器件的有限带宽,采用具有高频谱效率的先进调制格式,如PAM,CAP以及DMT是很有潜力的选择。主要针对光接入网器件带宽受限的问题,在带宽受限的100 G无源光网络中,仿真对比了三种先进调制格式的性能,分析了三种调制格式传输20 km SSMF后的接收灵敏度和功率预算,还讨论了他们的热噪声性能和抗色散性能。

室内可见光无载波幅度相位调制系统性能分析

针对室内可见光通信调制技术问题,提出翻转光无载波幅度相位调制和单极性光无载波幅度相位调制两种功率有效的调制方案,二者分别采用"正、负模块极性分组"以及"零值位置极性编码"方法实现信号单极性处理,以满足可见光通信"强度调制/直接检测"的要求.基于朗伯辐射模型,考虑到高斯背景光噪声的可见光直射传输信道,推导了包括直流偏置光无载波幅度相位调制在内的三种调制方案的误比特率闭式表达式,仿真验证了其准确性.在此基础上,分析比较了三者频带利用率,讨论了信道参量对光无载波幅度相位调制系统误码性能的影响,结果表明,在5m×5m×3m的室内场景下,与发射机辐射角为30°和45°相比,0°时的系统误码性能分别优于6.9dB和29.9dB;收发机距离为1m时,误码性能比2m时改善近12dB.

室内可见光多维CAP空间调制

针对室内可见光通信(VLC)光链路发射源(LED器件)有限的调制带宽问题,基于多维无载波幅度相位调制(CAP)技术,提出一种频带利用率高效的光空间调制方案(OSM-CAP)。OSM-CAP系统将输入信息序列分成两部分,一部分进行空域映射即空间调制,其结果用来选择激活的LED;另一部分进行信号域映射,即CAP调制。其中,CAP调制采用序列二次规划算法求取的时域正交多维CAP滤波器组实现。对于采用强度调制/直接检测(IM/DD)的VLC系统,该CAP信号还将进行单极化处理,文中提出两种相应的解决方案,即采用添加直流偏置(OSM-DCO/CAP方案)和零值位置极性编码(OSM-U/CAP方案)。基于朗伯体辐射模型,且可见光背景噪声建模为加性高斯白噪声,推导了OSM-DCO/CAP、OSM-U/CAP调制方案的误码率理论解,仿真验证了其准确性。在5 m×5 m×3 m的室内场景下,探讨了无载波幅度相位调制维度以及接收机个数、发射机间距、收发平面距离以及链路遮挡情况等信道参数对系统性能的影响。结果表明,星座调制阶数相同时,CAP调制维度越高,误码性能越好;接收机个数增多、发射机间距加大以及收发平面距离减小与系统可靠性存在正相关关系;链路存在遮挡情况时,会提高信道间的差异性,改善系统性能。

可见光多维无载波幅度相位调制系统

针对室内可见光通信调制技术和多用户接入问题,该文基于直流偏置和极性编码信号单极化思想提出两种系统复杂度低、频带利用率高的可见光多维无载波幅度相位(DCO-MCAP,U-MCAP)调制方案。首先利用最大最小优化算法构建无频谱泄漏的频域目标方程,采用完全重建(PR)条件作为非线性约束方程,求取时域正交的多维CAP滤波器组,然后分别采用"添加直流偏置"和"零值位置极性编码"实现信号单极性,以满足可见光通信"强度调制/直接检测"的要求。基于朗伯辐射模型,可见光背景噪声建模为加性高斯白噪声(AWGN),推导了DCOCAP/MCAP,U-CAP/MCAP 4种调制方案的误符号率理论解,仿真验证了其准确性。在5 m?5 m?3 m的室内场景下,仿真对比分析了2维、3维、4维可见光CAP调制系统的频带利用率、误码率等性能。结果表明,相同星座尺寸时,多维CAP调制的误码性能明显优于传统2维;相同频带利用率时,3种维度系统误码性能相近,可见光多维CAP调制为多用户接入提供可能性。此外,讨论了信道参数对可见光CAP系统的影响,发射机辐射角与收发信机之间距离都与信噪比损失呈现出正相关性。

无载波幅度相位调制无线光通信系统研究

无载波幅度相位(Carrierless Amplitude and Phase,CAP)调制是一种数字化方式的正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。由于CAP调制具有频谱利用率高、成本低、复杂度小等优点,所以逐渐成为实现短距离高速光通信系统的一种备选方案。首先通过比较CAP调制和QAM的功率谱分析了这两种调制方式的特性,然后在大气信道仿真模型(Gamma-Gamma光强起伏分布模型)条件下,基于Matlab仿真分析了滤波器滚降系数,滤波器长度和采样时钟偏移对CAP调制无线光通信系统性能的影响并给出最优参数值。由仿真可知,采样时钟偏移会引起接收端信号的相位偏移,所以需要在接收端对相位畸变进行一定的补偿,文中也对后期所需的均衡算法进行了一些研究,希望能对以后CAP系统的设计有所帮助。最后对仿真结果进行了实验验证。

多载波调制体系VDSL系统中ADC问题的探讨

主要介绍了多载波调制体系VDSL系统中ADC精度对DMT系统的影响,给出了解决ADC问题的4种方案,并对这些解决方案进行了分析与比较。

ADSL技术及其发展

本文介绍了高速接入的热点技术ADSL的基本原理，核心技术以及组网方式，并对ADSL技术的应用状况和发展前景作了分析．

LED可见光通信系统中应用基于密度的聚类算法的信号判诀

在可见光通信系统中,无载波幅度相位(carrierless amplitude/phase, CAP)调制是国际主流的调制方式之一。但是受噪声的影响,幅度的不稳定抖动会大幅降低系统性能。针对这个问题,本文提出了一种结合机器学习的基于空间密度的群以噪声发现聚类算法(density-based spatial clustering of applications with noise, DBSCAN)的信号判决方法,来区分CAP-4系统中的4个带抖动的不同电平。通过应用该方法进行实验,可见光通信CAP-4系统的性能得到了高达4.77 dB的提升。同时,本文还研究了不同幅度的抖动对系统的不同影响。这是DBSCAN算法在LED可见光通信CAP-4系统中的创新应用。

基于VDSL的多媒体通信

超高速数字用户环路(VDSL)是利用无屏蔽铜芯双绞线传输高速数字信号的新技术。本文着重介绍各种VDSL的调制技术及射频干扰抑制方法。

可见光CAP-OFDM传输方案

针对室内高速可见光链路设计,提出了一种频谱高效的基于无载波幅度相位调制(CAP)的可见光正交频分复用(OFDM)传输方案,即CAP-OFDM。该方案首先采用一对相互正交的滤波器产生基带实信号,再利用哈特莱(Hartley)变换将其加载到频域正交的载波上,并通过添加直流偏置的方式实现信号单极化。基于朗伯(Lambert)辐射模型,推导了CAP-OFDM以及已有文献提出的基于脉冲振幅调制(PAM)的可见光正交频分复用(PAM-OFDM)、基于正交振幅调制(QAM)的可见光正交频分复用(QAM-OFDM)调制方案的误符号率理论解析式、频带利用率,并通过仿真实验验证了理论推导的正确性。仿真结果表明,调制阶数相同时,CAP-OFDM、QAM-OFDM误码性能相同,且优于PAM-OFDM;频带利用率相同时,CAP-OFDM误码性能最优,而QAM-OFDM最差。

可见光通信星座整形与人工智能解调技术

可见光通信(VLC)系统被认为是6G通信的重要组成部分,具有高信道容量、低电磁辐射、高保密性等优势。然而高速发光二极管(LED)VLC系统受限于调制带宽与高功率下的非线性。提出了一种基于贪婪算法的几何整形编码方式,并使用了一个具有3层隐藏层的深度神经网络(DNN)作为接收端的解码器。相比于使用传统的无载波幅度相位调制(CAP)解调策略,该技术使系统传输速率得到提升,且能够承受更大的信号峰峰电压和偏置电流,适合用于高速、高功率通信系统。实验证明了DNN能够替代传统的解调策略,并且误码率表现更加优越,是未来可见光通信中一项很有潜力的技术。

基于PWC编码的mCAP可见光通信系统实验

针对可见光通信(VLC)系统中发光二极管(LED)有限的调制带宽,提出了一种多带无载波幅度相位(m CAP)调制与成对编码(PWC)结合的混合方案。该方案中PWC技术将高频子带与低频子带进行配对和交织来有效克服信噪比(SNR)不平衡问题。通过实验验证,给出了在子带数分别为2、3、4和5的情况下PWC编码对应的最佳旋转角度,并分析了在指定带宽下所能传输的最大调制阶数。实验结果表明:相比于传统的m CAP-VLC系统,基于PWC的m CAP-VLC系统可以传输更高调制阶数。

强度调制直接检测CAP-16QAM系统功率衰落抑制

在基于无载波幅度相位调制-正交幅度调制的强度调制直接检测的短距离光通信系统中,色散和强度调制器啁啾共同导致功率衰落,造成系统容量受限。针对这一问题,采用光纤布拉格光栅实现光残留边带的光域滤波均衡以抑制功率衰落。仿真结果表明,40Gbit/s无载波幅度相位调制-正交幅度调制信号经60km标准单模光纤传输时,采用该方案后,系统的3dB带宽得到了提升,有效抑制了系统功率衰落的影响。

xDSL技术漫谈

介绍了ｘＤＳＬ技术的产生背景、调制技术、具体应用和前景．ｘＤＳＬ技术是利用现有的双绞铜线经过复杂的调制解调后传输高速数据的系列技术，具有很强的实用性．

用于VLC的混合多维无载波幅度相位-多脉冲位置调制方案

针对室内可见光通信链路性能提高问题,提出了一种适用于室内可见光通信的高效混合调制方案。该混合调制方案通过将频谱高效的多维无载波幅度相位(CAP)调制与功率高效的多脉冲位置调制(MPPM)相结合,利用MPPM的不同脉冲时隙信息控制CAP信号的传输。基于Lambertian光照模型,推导了高斯信道下N维DCO(DC offset)-CAP-MPPM方案的误码率(SER)解析表达式,仿真验证了其准确性。此外,对比分析了该混合调制方案与传统MPPM及多维DCO-CAP方案的性能优劣。通过数值仿真,分析了脉冲占比、调制阶数以及CAP维度等参数对混合调制方案误码性能的影响,仿真结果表明,混合多维DCO-CAP-MPPM方案在可以提供灵活的多址接入功能基础上,通过选择合适参数,可以得到优于传统MPPM或CAP调制的误码性能。

10G/40G无载波幅度相位调制系统性能研究

无载波幅度相位调制(Carrierless Amplitude and Phase,CAP)是超高速短距离光通信系统中的一种备选的方案,由于其成本低、频谱效率高、功耗小等优点,近年来越来越受到研究人员的关注。基于MATLAB与VPI联合仿真,探究10G/40G速率CAP系统中关键参数对系统性能的影响,包括数字滤波器滚降系数、滤波器抽头数,通过仿真找出最优系统参数值,同时对时钟偏移带来的影响也做了研究,以期为以后设计短距离CAP光通信系统有所帮助。

基于正交波形复用技术的无源光网络上行信号传输方法

提出了一种复用技术——正交波形复用(OGDM),并将其应用于无源光网络(PON)系统中作为上行信号传输。在本方法中,对于N个光网络单元(ONU)端的PON系统,先将N个ONU端信号分别通过强度调制或无载波调幅调相(CAP)技术,调制到N个两两相互正交电波形上,使"1"码对应有波形,"0"码对应无波形,然后再将各路不同的波形信号分别调制到每个ONU用户的激光器上,这些激光器的波长可以是同一个波长;通过光分配网络(ODN)单元合路后上行传输到光线路终端(OLT)端,在OLT端采用相关接收的方法,把接收到的信号和OLT端的本地正交波形作相关运算,利用正交波形的正交性来区分不同ONU端的用户信息。仿真显示在理想情况下,32路ONU信号当采用外调制方式时,每路单独占用10Gb/s,总带宽为320Gb/s,可以传输20km。

可见光混合二维CAP-DPIM调制

为了提高基于白光LED的可见光通信系统传输性能,本文围绕提高频谱效率及可靠性展开研究,提出一种兼顾功率效率和频谱效率的混合调制方案。该方案采用无载波幅度相位调制(CAP)与脉冲间隔调制(DPIM)相结合,发送端在DPIM的脉冲时隙上加载直流偏置CAP信号(DCO-CAP),生成混合调制信号,接收端采用提出的修正硬判决检测算法及最大似然检测完成混合调制信号的串行解调。考虑室内环境光的影响,推导了基于Lambertian光照模型并在高斯信道下二维DCO-CAP-DPIM方案的误比特率(BER)及误帧率(FER)解析表达式,仿真实验验证了理论解析式的准确性以及提出的修正硬判决检测算法的有效性。对于8 m×6 m×3 m实验场景,通过数值仿真,分析对比了DCO-CAP,以及不同混合调制在相同频带利用率下的性能,结果表明:当频谱效率相同时,混合二维DCO-CAP-DPIM调制系统较单一调制可靠性提高2-12 dB。且调制参数相同时,基于硬判决的修正算法使系统可靠性提高5 dB。