大气激光通信中的多层空间脉冲位置幅度调制

针对现有光空间脉冲位置调制频谱效率低、激光器利用率不高等问题,将分层技术与空间脉冲位置幅度调制相结合,提出了一种适合于大气激光通信的多层空间脉冲位置幅度调制方案.通过额外增加少量几个激光器构成多层结构,并通过脉冲位置幅度调制中的脉冲位置携带比特信息,不同层通过脉冲幅度得到区分.介绍了系统中层映射、空间脉冲位置幅度映射及其逆映射的原理,并推导出该方案的误码率表达式.利用蒙特卡洛仿真方法进一步验证了该方案的正确性,并与传统空间调制系统的性能进行了对比.结果表明:与传统光空间调制系统相比,所提方案提高了系统的频谱效率,且所用激光器数目更少.在传输比特相同的条件下,相对于(32,4,128)-空间脉冲位置调制系统,(9,4,8,2)-多层空间脉冲位置幅度调制系统的频谱效率提高了16倍,当误码率为10-3时,其信噪比改善了约1dB,且所用激光器数目不到前者的1/3.其中,括号中的参数分别表示激光器数目、探测器数目、采用调制方式的阶数及层数,层数为1时忽略.

基于脉冲位置幅度调制的距离速度同时测量

针对传统波形方法在多普勒激光雷达测量目标距离和速度的应用中不能同时获得高测量精度的问题,提出一种使用位置和幅度同时调制的测量信号波形,以解决距离和速度测量精度之间的矛盾,同时使两个参数测量之间相互独立,并分析了该方法应用于智能驾驶道路环境中目标距离和速度测量的可行性。首先,讨论典型调制方法在同时测量目标距离和速度方面存在的困难,在此基础上,设计一种位置和幅度同时调制发射信号波形的解决方法,结合在线光纤放大器的放大特性给出该方法的物理可实现性;然后,讨论使用位置和幅度调制方法的激光雷达输出外差信号的频率计算方法以及激光雷达接收机输出回波信号的数据累加方法,从而分别测量出目标的速度和距离;最后,在道路移动目标可生成的多普勒频率范围内,通过仿真验证该方法的测量可行性以及两测量参数之间的独立性,并分析测量精度。仿真实验结果表明,位置和幅度同时调制的方法在激光雷达接收机输出信号的信噪比(SNR)低于0 dB时,可以有效测量目标的距离和速度,且这两个待测参数的测量过程完全独立。

无线光通信双幅度脉冲位置调制

无线光通信脉冲位置调制(PPM)的功率利用率虽然很高,但带宽需求也非常高,在无线光通信系统中,应当充分考虑带宽需求和功率利用率的平衡问题。针对该问题,提出了一种新的双幅度脉冲位置调制(DAPPM)。在给出了其符号结构之后,分析了其带宽利用率。然后,推导了弱湍流信道模型下DAPPM的误时隙率和误包率,并与OOK、PPM、DPIM和DAPIM等调制方式进行了比较。结果表明,在相同的位分辨率条件下,DAPPM的误包率虽然高于PPM和DPIM,但明显优于OOK和DAPIM。同时,DAPPM去除了PPM中冗余的时隙,且平均长度比DPIM短,从而获得了比DPIM更高的带宽利用率。

光通信中双幅度脉冲位置调制的功率谱分析

在研究数字脉冲调制时,对调制方式的功率谱分析十分必要。详细推导了随机双幅度脉冲位置调制(DAPPM)序列的功率谱密度,并分别对连续谱和离散谱进行了分析。数值结果表明,DAPPM的功率谱形状类似于一般的抽样函数,并且包含直流分量,幅度因子α只影响功率谱的幅度,不影响功率谱的形状;时隙基频分量存在与否与脉冲占空比有关;时隙基频幅度强弱依赖于调制阶数和脉冲占空比。当占空比为0.5时,时隙基频分量最大,调制阶数每增大1,幅度衰减约5 dB。同时指出,当调制阶数较大时,随机DAPPM序列难以直接提取时隙基频分量。

基于APPM的TCM码在无线光通信系统中的误码性能分析

把网格编码调制(TCM)引入到光脉冲幅度位置调制(APPM)中,研究其对无线光通信系统误码性能的改善.通过分析及对2×4-TCMAPPM、4PPM和2×8-TCMAPPM、8PPM分别进行MATLAB仿真,得到以下结论:在保持带宽不变的前提下,2×4-TCMAPPM与4PPM信息速率相同,但前者误码性能优于后者,且最大达到14.7 dB;2×8-TCMAPPM的信息速率与8PPM相同,但前者误码性能优于后者,且最大可达到11.7 dB.TCM确实能有效地改善系统的差错性能.

基于APPM的TCM码在无线光通信系统中的误码性能

将网格编码调制(TCM)引入到光脉冲幅度位置调制(APPM)中,通过分析及对2×4-TCMAPPM,4PPM和2×8-TCMAPPM,8PPM分别进行MATLAB仿真,得到:在保持带宽不变的前提下,2×4-TCMAPPM与4PPM信息速率相同,但前者误码性能优于后者,且最大达到14.7 dB;2×8-TCMAPPM的信息速率与8PPM相同,但前者误码性能优于后者,且最大可达到11.7 dB.通过仿真证明,TCM确实能有效地改善系统的误码性能.

A Novel Low Density Parity Check Coded Differential Amplitude and Pulse Position Modulation Free-Space Optical System for Turbulent Channel

Based on the proposed partly equidifferent mapping and its specific Differential Amplitude and Pulse Position Modulation(DAPPM) demodulation, a modified FSO scheme for turbulent channel is designed and analyzed. The novel Low Density Parity Check(LDPC) coded 4×4 and 4×8 DAPPM Free-Space Optical communication(FSO) system is constructed. The Monte Carlo simulation results show approximately 2d B transmit power reduction against classical LDPC-DAPPM at the identical Bit-Error-Rate in strong turbulent channel. The proposed partly equidifferent mapping is compatible with other modulations, so it enables widespread adoption in other coded FSO systems.