基于DPPM的激光雷达通信测距一体化方案

针对激光雷达系统建设成本高和测量精度低的问题,提出了一种基于差分脉冲位置调制(DPPM)的激光雷达通信测距一体化方案。该方案通过使用DPPM的不同脉冲时隙位置来表示通信和测距帧信息。接收机可以根据脉冲时隙位置解调出通信信号,并通过飞行时间测距模块实现测距功能。此外,为了应对回波信号的低信噪比(SNR)问题,使用脉冲累加算法对回波信号进行组帧处理以提高回波信号的SNR。最终,通过现场可编程门阵列(FPGA)搭建了该通信测距一体化系统并进行了测试。实验结果表明:该系统不仅能在300 cm的范围内实现平均测距误差为±2.04 cm的测距功能,而且还能同时达到5 Mb/s的通信速率。

OWC中DPPM调制解调技术研究

调制解调技术一直是光无线通信(OWC)领域中的研究热点之一。较之脉冲位置调制(PPM),差分脉冲位置调制(DPPM)是一种光功率利用率和带宽利用率都较高的调制方式。本文对PPM调制和DPPM调制进行了比较分析,提出了基于FPGA的DPPM调制解调系统的设计方案。硬件仿真结果表明,该系统性能稳定,可以应用到光无线通信系统中。

湍流信道下基于MDPPM的可见光通信性能研究

针对室外可见光通信受到大气湍流因素影响的问题,采用广义超几何法,综合分析Gamma-Gamma信道下大气湍流及不同天气条件对可见光通信系统平均误时隙率(SER)的影响。仿真分析表明:16进制差分脉冲位置调制(16DPPM)可有效改善湍流效应影响;采用等增益合并(EGC)接收技术,系统平均SER明显降低;湍流信道下,晴朗、雾霾、薄雾和中雾天气时,与16DPPM单入单出系统相比,采用接收天线为3根或4根的16DPPM单入多出系统的平均SER得到明显改善。

用于可见光通信的CAP-ADPPM混合调制系统设计

为提高可见光通信链路传输性能,提出一种无载波幅度相位(CAP)和幅度差分脉位调制(ADPPM)混合的调制系统。该系统通过将频谱高效的多维CAP调制与功率高效的ADPPM相结合,利用ADPPM的时隙脉冲搭载CAP信号进行信息传输;在高斯白噪声信道模型下,推导了CAP-ADPPM混合调制系统的误帧率解析表达式并进行了仿真验证;分析了混合调制系统的阶数、幅度取值等参数对系统误帧性能的影响。实验结果表明:当频谱效率相同时,CAP-ADPPM混合调制系统的可靠性优于传统单一调制系统,并且可以提供多种参数选择方案,为可见光通信提供了更为灵活的设计选择。

结合脉冲位置调制的正交多用户混沌通信系统

提出一种基于Walsh码序列的脉冲位置调制差分混沌键控通信系统(A Pulse Position Modulated Differential Chaotic Keying Communication System Based on Walsh Code Sequences,PPM-DCSK-WC)。利用Walsh码的正交性实现多用户传输,避免了用户间干扰对系统误码性能产生影响,提高系统的数据安全性,也大大提升了系统的传输速率,同时也具备了脉冲位置调制差分混沌键控通信系统(PPM-DCSK)的误码率性能优势。仿真结果表明,在多径瑞利衰落信道上,当误码率水平为10^(-3)时,PPM-DCSK-WC多用户方案的误码率比传统多用户方案提高了4 dB,在高时延扩展信道上性能增益更是能达到6 dB。该系统被认为是一种优秀的多用户短距离无线通信系统。

无线激光通信类脉冲位置调制性能比较

为了比较各种类脉冲位置调制性能,对类脉冲位置调制的编码结构、平均发射功率、带宽需求、传信率、功率谱密度、信道容量等进行了比较,分析了其性能特点及使用场合。结果表明,开关键控调制方式容易实现,但功率利用率低;脉冲位置调制方式提高了功率利用率,但是带宽效率差,同时需要符号同步;数字脉冲间隔调制结构复杂,缩短了符号长度,带宽效率高,不需要符号同步;双头脉冲间隔调制方式提高了带宽效率和传输容量,不需要符号同步,大大简化系统实现复杂度。

无线光通信中的PPM调制

本文对 3种脉冲位置调制 (PPM)进行了分析 ,并将它们与OOK调制作了比较。对比了它们在无线光通信中应用中的优缺点 ,并提出了对单脉冲PPM调制的 2种判决方法。

光通信中一种有效的差分脉冲位置宽度调制

考虑脉冲位置调制(PPM)在解调时需要严格的时钟同步和符号同步,而且功率越高,时隙越窄的问题,结合差分脉冲位置调制(DPPM)和脉冲宽度调制(PWM)提出了一种有效的调制方式——差分脉冲位置宽度调制(DPPM+PWM)。研究了采用DPPM+PWM的红外通信系统在加性高斯白噪声干扰下的性能,对DPPM+PWM的符号结构、发射功率、带宽需求、传输容量以及误包率等特性进行了分析,并通过仿真与开关键控(OOK),PPM,PPM等调制方式进行了比较。结果表明DPPM+PWM频带利用率高,传输容量大,不需要符号同步,且增加了脉冲信号的长度,大大简化系统实现,是一种很有实际应用价值的调制方式。

基于均匀切换的并联数字阀控系统位置控制策略

针对并联数字阀控系统在脉数调制(PNM)控制下易出现低速定位精度低的问题,提出一种复合控制策略,即低速工况采用差动脉宽调制(PWM)控制策略,其余工况采用基于模型的PNM控制策略。各开关阀切换次数的差异程度在PNM控制下较大,且差异程度被差动PWM控制进一步放大,因此,为减小各开关阀切换次数的差异程度,基于循环滑动方法分别对PNM和PWM信号进行切换优化。实验结果表明,液压缸的平均定位误差从0.528 mm减小至0.032 mm,最小定位误差从0.221 mm减小至0.003 mm,开关阀切换次数的分布均匀性得到了显著提高。

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。

紫外光通信调制方式的对比研究

紫外光非视距通信是一种新型的无线光通讯形式,近年来受到各军事强国越来越广泛的关注。详细分析了启闭键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)的编码结构,然后从带宽需求、平均发射功率、传输容量和差错性能等方面对各种调制方式进行了仿真对比。结果表明,DPIM调制比PPM具有更高的传输容量和更少的带宽需求,并且解调对同步要求较低,实现更简易,并结合紫外LED阵列将作为今后实用化紫外光源的发展趋势,DPIM调制在未来紫外光通信系统的应用中将具有更大的优势。

煤矿井下EM-MWD仪器研制

研制了煤矿井下电磁无线随钻测量(EM-MWD)仪器。针对煤矿井下EM-MWD特点,发射频率采用可设置的6.25 Hz与12.5 Hz,编码方式采用省电的差分脉冲位置调制(DPPM),发射机设计省电模式与休眠模式提高电池工作时间,φ73 mm绝缘天线外层涂覆多层金刚砂提高耐磨性,接收机采用RLS自适应滤波提高抗干扰性能。试验结果表明仪器在煤矿井下随钻测量传输距离大于310 m,发射机省电模式与休眠模式工作有效,绝缘天线机械强度与耐磨性达到煤矿井下随钻测量要求。

日盲紫外光高速通信机国产化研究

为用国产手段提高日盲区紫外激光机非视线方式(non-line of sight,NLOS)传输信号的高速通信性能,研制了紫外声光调制器对紫外光进行调制;并联使用已国产化紫外光电倍增管接收信号;设计了一种新的调制方式—改进的差分脉冲位置调制(IDPPM)为核心的软判决解码技术,并将软判决与硬判决作了比较,同时将软判决时对时隙错误概率的改善做了仿真,验证其对通信改善的真实性.用紫外光进行高速通信,关键在于能够对信号进行高比特率的编码、调制与解调,这是紫外通信区别于其他通信方式的重要特征.

基于罗兰-C导航系统的数据链方案设计

根据罗兰（Loran）-C导航系统的特点，介绍了一种Loran-C数据链。它是在Loran-C脉冲相位调制的基础上，附加一种新型脉冲位置调制，将Loran-C数据链携带报文信息，并考虑Loran-C导航易受交叉干扰、连续波干扰等的影响。为保证数据的完整性，引入CRC和RS编码。本文分析了该数据链的可行性及应用价值。

偏振差分脉冲位置调制方法

高效调制技术可以最大化消除背景噪声对紫外光通信的影响,从而有效提高紫外光通信距离。因此,提出了一种适用于无线紫外光通信的偏振差分脉冲位置调制(PDPPM)方法,该方法利用圆偏振光可以分解成两路正交线偏振光,两路正交的线偏振光构成了原始信息的差分信号,有用信息为双极性差分信号传输信息;给出了PDPPM的实现结构,并对其误码率性能进行了分析比较。实验结果表明,PDPPM解调信噪比比脉冲位置调制(PPM)提高2d B左右,在紫外光远距离通信上具有优异的性能。

一种新型的可见光室内定位系统特性法

为了克服可见光室内定位技术存在的带宽限制和非线性问题,运用差分脉冲幅度调制(DPAM)的调制方法,来降低带宽限制对通信质量的影响;再基于对可见光通信的信道特性的分析,采用预均衡和光滤波来补偿光源的调制带宽限制和非线性,提高了系统的带宽和吞吐量;最后,运用四个1.5 MHz带宽的LED芯片组成的单个光源进行仿真实验。结果表明,所设计的发射调制系统随着LED芯片数量的增加,系统的总吞吐量也线性增加,实现了高数据率的LED调制。

自由空间光多输入多输出系统中的差分空时码

激光在大气中传播时会受大气湍流的影响,而恶劣的大气环境条件会使信道估计的难度增加。根据ChadiAbou-Rjeily的编码思想,通过引入置换矩阵代替了实数域Alamouti码中符号的负数形式,采用二进制脉冲位置调制,提出一种无需信道估计且适合自由空间光通信的差分空时码方案。仿真结果表明,该方法和需要信道估计的Alamouti码相比,可以获得相同的分集增益,比较简单而且切实可行。

多调制方式下的强度叠加编码多发多收大气光通信系统性能分析

对开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)下强度叠加编码多发多收(MIMO)光通信系统的性能进行了比较分析。研究表明:随着调制阶数的提高,后三种调制在平均发射功率需求方面较OOK调制有很大优势,但是相应的传输容量却有所下降。在差错性能方面,OOK调制在接收功率较低时误包率相对其它三种调制要小,当接收功率提高到一定程度时,PPM,DPPM和DPIM调制相对OOK调制均体现出了3～10dB的误包率优势。

紫外光通信调制方式的对比研究

分析了启闭键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)的编码结构,然后从带宽需求、平均发射功率、传输容量和差错性能等方面对各种调制方式进行了仿真对比。结果表明,DPIM调制比PPM具有更高的传输容量和更少的带宽需求,并且解调对同步要求较低,实现更简易,并结合紫外LED阵列将作为今后实用化紫外光源的发展趋势,DPIM调制在未来紫外光通信系统的应用中将具有更大的优势。

基于可见光通信的双宽差分脉冲位置调制

针对车内可见光通信系统高带宽、高功率和低误码率的要求,提出了一种新型的双宽差分脉冲位置调制(Dual Duration Differential Pulse Position Modulation,DD-DPPM)方式,对其符号结构、带宽需求、平均发射功率及误时隙率进行了分析计算,并与开关键控(On-Off Keying,OOK)调制、脉冲位置调制(Pulse Position Modulation,PPM)、差分脉冲位置调制(Differential Pulse-Position Modulation,DPPM)、双头脉冲间隔调制(Dual Header Pulse Interval Modulation,DH-PIM)和反向双头脉冲间隔调制(Reverse Dual Header Pulse Interval Modulation,RDH-PIM)5种调制方式进行了仿真对比。结果表明:DD-DPPM具有比OOK和RDH-PIM更强的抗干扰能力,以及比DPPM、DH-PIM更高的带宽利用率和平均发射功率,是一种综合性能优良的调制方式,在可见光通信系统中具有一定的应用前景。