一种新型的双幅度定长脉冲间隔调制方式

针对数字脉冲间隔调制(DPIM)存在的问题和性能方面的不足,提出了一种新型的双幅度定长脉冲间隔调制(DAFDPIM)方式,对其调制结构进行了详细阐述,讨论了发射功率、带宽需求、传输容量和差错性能等问题,并与其他几种DPIM的改进方式进行了仿真对比。理论分析和仿真结果表明:这种新型的DAFDPIM方式能实现性能方面较好的平衡,并解决了DPIM符号长度不固定的问题,在无线光通信系统中具有一定的应用前景。

红外双幅度脉冲间隔调制通信系统性能分析

提出一种新的调制方法———双幅度脉冲间隔调制 (DAPIM) .研究了采用该调制方法的红外通信系统在加性高斯白噪声情况下的性能 ,对DAPIM的符号结构、带宽、功率谱和误码率特性等方面进行了分析 ,并与开关键控(OOK)、脉冲位置调制 (PPM)和脉冲间隔调制 (PIM)等调制方式做了比较 .DAPIM具有较好的带宽和功率综合特性 .对于DAPIM ,符号位数M =5或 6是较好的选择 .

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。

多幅度数字脉冲间隔调制的水下无线光通信研究

为了研究适用于水下无线光通信的调制方式,采用分析水下无线光通信的信道模型、并推导该信道中用多幅度数字脉冲间隔调制方式的误包率表达式、带宽利用率和功率利用率的方法,对不同调制方式进行了理论分析比较。结果表明,多幅度数字脉冲间隔调制的带宽利用率和功率利用率最高。这一结果对选择适合用于水下无线光通信的调制方式是有帮助的。

超宽带双极性脉冲间隔调制

针对普通脉冲调制的不足,在已有的超宽带脉冲调制研究基础上,提出了一种改进的双极性脉冲间隔调制的UWB跳时调制方案,详述了信号构建过程,并对它的带宽需求、误码率、最大可靠通信距离等性能指标进行了理论分析。理论和实验仿真数据表明,与PPM、PIM、OOK相比,APIM能够大幅度地提高带宽利用率,是PPM的两倍以上;在误码率方面要优于OOK方式,并能在低误码率的情况下确保可靠通信距离。结论表明,APIM调制是UWB系统设计的良好候选方案。

无线光通信中的定长双幅度脉冲间隔调制

在无线光通信中,为解决脉冲位置调制(PPM)需要符号同步和数字脉冲间隔调制(DPIM)符号长度不固定造成调制器等待或缓冲器溢出的问题,提出了一种新的调制方式一定长双幅度脉冲间隔调制(FDAPIM),分析了它的符号结构、发射功率、带宽需求以及在高斯白噪声下的差错性能,并和开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)、定长数字脉冲间隔调制(FDPIM)等调制方式进行了比较。理论分析与仿真结果表明,FDAPIM的误包率劣于PPM和DPIM,接近于FDPIM,但明显优于OOK。虽然FDAPIM的带宽要求较高,但其带宽效率和功率效率都优于FDPIM,且不需要符号同步,相对于PPM系统,实现的复杂性大大简化;相对于DPIM,其符号长度固定,不会引起调制器等待或缓冲器溢出。因此FDAPIM应用于无线光通信系统具有一定优势。

适合于大气激光通信的双空间调制

相对于传统的光空间调制,光广义空间调制在传输速率和频谱效率上虽然有了较大的提升,但其误码性能不够理想。本文利用脉冲位置调制(PPM)和脉冲幅度调制(PAM),通过每次同时激活两个激光器而提出了一种双空间调制(DSM)。采用联合界技术推导出了DSM的误码率理论上界,分析了其频谱效率、传输速率和复杂度的影响因素,并与已有光空间调制的性能进行了对比。仿真结果表明:DSM不仅提升了系统的频谱效率和传输速率,而且有效地改善了系统的误码性能。在相同的传输速率下,当误码率为1×10-3时,相对于(4,4)-8PPM SPPM和(3,4)-4PPM GSPPM方案,(3,4)-8PPM-2PAM DSM的信噪比分别改善了约2.5 dB和6 dB,频谱效率分别提高了2.335 bits/(s·Hz)和0.375 bits/(s·Hz)。DSM方案为未来大气激光通信传输速率的提高提供了一种有效手段。

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。

一种基于正交脉冲整形双相位共轭孪生波的非线性抑制方案

为抑制光传输系统的非线性效应,提出了一种改进的高阶调制格式与非线性分离技术相结合的32信道正交脉冲整形双相位共轭孪生波(QPS dual-PCTW)非线性抑制方案。利用Optisystem和Matlab联合仿真,分别搭建了16阶正交幅度调制(16QAM)和64QAM下有无QPS dual-PCTW方案的32信道非线性分离模型,通过仿真分析不同条件下的系统误码率来研究该方案对非线性效应的抑制效果。仿真结果表明:无论是否使用QPS dual-PCTW方案,四波混频(FWM)效应都对系统性能有较大程度的影响;当使用QPS dual-PCTW方案时,影响系统性能的主导因素为码间干扰。

无线光通信中的定长数字脉冲间隔调制

针对脉冲位置调制(PPM)需要符号同步和数字脉冲间隔调制(DPIM)符号长度不固定所引起的问题,提出了一种新的定长数字脉冲间隔调制(FDPIM)。给出了相应的编码结构,并分析了平均功率效率和带宽需求。在弱湍流信道模型下推导了定长数字脉冲间隔调制的误包率,并与开关键控(OOK)、脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制等调制方式进行了比较分析。结果表明,定长数字脉冲间隔调制的误包率劣于脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制,但明显优于开关键控的误包率。虽然定长数字脉冲间隔调制的带宽要求较高,但不需要符号同步,相对于脉冲位置调制系统,实现的复杂性大大简化;相对于数字脉冲间隔调制,其符号长度固定,不会出现因符号时隙个数不固定所引起的调制器等待或缓冲器溢出问题。

无线光通信双脉冲间隔调制方法

针对脉冲位置调制(PPM)和数字脉冲间隔调制(DPI M),以及定长数字脉冲间隔调制(FDPI M)等方法存在的问题,提出了一种新的双脉冲间隔调制(DP-PI M)。在给出其符号结构的基础上,分析了带宽需求、传输容量和平均发射功率,推导出了弱湍流信道下的误包率模型,并与PPM,DPI M,FDPI M和开关键控(OOK)调制等方法进行了比较。结果表明,DP-PI M不仅比FDPI M和PPM显著缩短了符号长度,提高了带宽效率和传输容量,而且与DPI M,双头脉冲间隔调制(DH-PI M)和双幅度脉冲间隔调制(DAPI M)一样具有内置符号同步能力,同时通过固定符号长度,克服了缓存器可能出现的冗位或溢位等问题,因而在无线光通信系统中将具有一定的应用前景。

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。

新型紫外光通信系统调制解调器的FPGA实现

通过对功率利用率,误码率,带宽效率以及实现电路的复杂程度进行比较,选用定长数字脉冲间隔调制作为紫外光通信的调制解调方法,基于XILINX可编程逻辑器件XC4VSX35 FPGA设计实现了一个紫外光通信的调制解调系统,详细介绍了此调制解调系统的实现过程。Modelsim的仿真结果证明了该设计的正确性。

超宽带无线通信系统的调制方式研究

超宽带技术是目前无线通信中非常有发展前途的技术。本文介绍了超宽带通信的基本原理,着重分析了目前使用的几种调制方法,简要说明了各种调制方法的频谱特性,并比较了这些调制方法的性能。

CAP-DPIM可见光混合调制方案

针对可见光通信系统传输性能问题,文章提出了一种无载波幅度相位(CAP)调制与数字脉冲间隔调制(DPIM)结合的混合调制方案。该方案分别利用两者频谱效率和功率效率较高的特点,发送端在脉冲间隔调制的脉冲时隙加载直流偏置光CAP(DCO-CAP)信号,实现混合调制信号的并行生成,接收端通过门限检测和最大似然检测完成混合调制信号的串行解调。推导了室内可见光高斯信道下混合调制方案的误码率(BER)及误帧率(FER)解析表达式。此外,从频谱效率和FER两方面对比分析了该混合调制方案与传统DPIM及DCO-CAP方案的性能优劣。数值仿真结果表明:当频谱效率相同时,混合调制方案较单一调制有更高的可靠性。

25 Gbit/s无源光网络技术进展和实验研究

高清视频、虚拟现实等新业务的产生以及PON传输5G移动前传和回传信号的需求,要求PON能支持单波超过10 Gbit/s速率的传输。当线路速率超出10 Gbit/s时,色散和功率预算成为限制系统性能的主要因素。介绍了25 Gbit/s PON系统的研究进展和存在的问题,并对采用基于零色散附近的25 Gbit/s速率的EML、分别基于25 Gbit/s和10 Gbit/s速率的APD接收机进行了实验研究。实验结果表明,采用25 Gbit/s速率的APD,EML的发射光功率设置为+5 d Bm,在没有光放大器的情况下,可以达到10 Gbit/s对称的吉比特无源光网络的32 d Bm的N2级别的光功率预算。

水下无线光通信中的FDPIM性能研究

为了改善脉冲位置调制需要符号同步和数字脉冲间隔调制、双头脉冲间隔调制、多幅度脉冲间隔调制符号长度不固定所引起的接收发机结构复杂和调制器速率不固定等问题,提出将定长数字脉冲间隔调制应用于水下无线光通信系统。分析了带宽需求、传输容量,并与其它调制方式进行了比较;在给出水下无线光通信信道模型的基础上,推导了该信道中定长数字脉冲间隔调制方式的误包率表达式。结果表明,定长数字脉冲间隔调制适用于水下无线光通信系统。

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。

Turbo码编码FDPIM在弱湍流下的差错性能分析

DPIM调制方式的符号长度变化不固定,分析Turbo码编码DPIM调制下的差错性能存在的困难,针对该问题给出了一种新的调制方式——定长脉冲间隔调制。在给出其调制结构的基础上,在弱湍流信道模型下首先推导分析了未编码FDPIM的误包率,并与DPIM调制方式的性能进行了比较,然后分别采用三种模型分析了Turbo编码FDPIM调制的误比特率特性。仿真分析结果表明,未编码下的FDPIM的误包率虽然劣于DPIM,但其实现的复杂性简化,相对于DPIM,其符号长度固定,易与Turbo码译码结构相结合实现软判决;在该调制方式下引入Turbo码可使平均发射功率降低约10dBm,能够有效的改善系统差错性能。