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。

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.

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。

无载波幅度相位调制系统原理与实现

本文详细讨论了无载波幅度相位调制的原理、实现及应用，与正交幅度调制相比，无载波幅度相位调制具有许多优点，已经或即将在各种现代通信系统中得到应用。

时间混合调制无载波幅度相位可见光通信系统

许多研究人员已经将基于发光二极管的可见光通信(VLC)与照明通信相结合,然而VLC系统的性能主要受限于系统带宽和信噪比(SNR),之前的实验并没有充分利用信道资源,特别是SNR资源。针对SNR资源利用问题,文章提出了一种基于时间的混合调制无载波幅度相位VLC系统,在该系统中,信号的实际调制级别不仅可以是一个整数,而且可以是一个十进制数,通过按一定的比例对比特进行分组,可以提高信道的SNR资源利用率。通过仿真和实验验证了该系统的可行性和有效性。实验结果表明,当驱动信号的峰峰值电压范围为0.65～0.86V时,可以获得约10%的比特率改善。

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。

Square m-QAM相干光通信载波相位估计性能研究

基于前馈载波相位估计算法,研究了square 16-QAM调制相干光纤通信系统的载波相位估计性能,进一步证明了当存在相位噪声时square m-QAM调制并非QAM调制最佳星座图的原因。仿真计算结果显示,由于square 16-QAM调制星座图中星点之间相位距离分布不均匀,引起载波相位估计中出现连续相位跳变,导致载波估计性能劣化,系统误码率增大约2～3倍。

全数字电力线载波机中基带调制的实现

全数字电力线载波通信是采用高压电力线进行通信的一种手段,而基带调制对全数字电力线载波机的整机性能有着非常重要的影响。提出了一种全数字电力线载波机中基带调制解调的实现方案。该方案采用基于正交幅度调制(QAM)方式的多维网格编码调制技术实现了联合的编码和调制,提高了系统容量;采用自适应信道均衡技术和非线性预编码技术,降低了系统误码率;采用数字信号处理(DSP)芯片对传统的电力线载波机进行数字化改造,增强了电力线载波通信的性能,减小了电力线载波机的体积。对方案的各个部分进行了详细的阐述,并提出了一种采用Hilbert变换法实现QAM解调的方法,给出了同步算法的软件实现思想。实际应用表明,该方案实现的载波机通信容量大,传输质量高。

TC-QAM系统中的载波相位恢复方法

针对Trellis Coded QAM(TC-QAM)解调系统中载波相位恢复难、收敛速度慢等问题,提出一种全数字方式实现的载波相位恢复方法。综合应用自动频率控制(AFC)、自动增益控制(AGC)、相位/幅度跟踪、相位模糊检测等算法,在没有任何训练序列的情况下,能准确地恢复调制信号载波相位。软件仿真结果表明,该方法能快速恢复和跟踪载波相位,即使在较低的信噪比情况下,解调系统也能正常工作。

Square m-QAM相干光通信系统的载波相位估计算法

基于Vi t erbi-Vi t erbi算法原理,提出了一种适用于Square m-QAM相干光通信系统载波相位估计的改进算法,能够充分利用所有符号的相位信息进行载波相位估计。仿真分析表明,改进算法比现有其它算法复杂度更低,相位噪声容限更大,当BER=10-3、SNR代价为2dB时,16-QAM和64-QAM允许的激光线宽分别为1.1MHz和0.25MHz。

单载波MPSK/MQAM调制信号的参数盲估计改进算法研究

当对单载波多进制数字相位调制(Multiple Phase Shift Keying,MPSK)和多进制正交幅度调制(MultipleQuadrature Amplitude Modulation,MQAM)等星座类调制信号进行盲解调时,首先须进行频偏和符号速率的盲估计,传统的多次方谱频偏估计算法与二次小波符号速率估计算法具有较好的估计性能,但由于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)的栅栏效应以及噪声的影响,其估计精度和可靠性有限。针对这些问题,本文采用了新的频率估计方法从而减小栅栏效应的影响提高了频偏和符号速率的估计精度,并提出一种基于信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)和谱峰指数的置信度准则,增强了频偏估计的可靠性。以QPSK和16QAM为例,进行了仿真分析,仿真结果表明,改进算法复杂度略高于传统算法,但其性能优于传统算法性能,可以有效提高频偏以及符号速率的估计精度及其可靠性,16QAM和QPSK具有类似的性能趋势,但需要更高的信噪比才能达到和QPSK相同的性能。本文算法鲁棒性强,具有很好的应用价值。

一种用于光线性采样的载波相位估计算法（英文）

提出了一种改进的相位盲搜索算法,该算法通过两次寻找二次最小欧拉距离得到载波相位噪声的估计值.为验证该算法,搭建了一套光线性采样仿真系统,对符号率为10 Gbaud/s的16QAM光调制信号的星座图进行了测量,采样源为脉宽为500 fs、周期为10 ns的光频梳.仿真结果表明,当两个激光器线宽和小于10MHz时,经过该算法对相位噪声进行补偿后,10G-Gb/s的16QAM信号的星座图能够清晰展示.

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。

调制识别中的相位去卷绕研究

基于瞬时特征提取的数字信号调制识别在认知无线电中具有重要的应用前景。采用此方法识别相信调制方式时,需要计算信号的瞬时幅度、瞬时相位、瞬时频率等特征参数。非合作通信中,由于信号接收端与发射端无法严格载波同步,导致信号的瞬时相位出现相位卷绕现象。文章首先对相位去卷绕现状进行了详细的分析,然后提出了一种基于瞬时相位估计频偏分量,在时域数据进行修正从而达到去相位卷绕的方法。最后用一组实测数据比较文章中算法和传统算法的去卷绕效果,表明算法的有效性。

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。

用于短距离光通信系统中的先进调制格式研究

在长距离光通信系统中,采用高阶外调制和相干接收技术来提高系统总的传输容量。但是在短距离光通信系统中更倾向于使用低成本的直接调制-直接检测技术,此时,要实现高速、大容量传输就必须采用多电平调制。目前国际上主流的调制方案有三种:PAM(脉冲幅度调制)、DD-OFDM(直接检测-正交频分复用)调制和CAP(无载波幅度相位)调制,文章对这三种方案的原理与性能进行了分析与比较,希望以此作为未来短距离大容量光通信系统设计的依据。

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。

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。

16QAM相干光接收相位恢复算法的研究

传统的16QAM(16进制正交幅度调制)相干光系统的相位估计算法主要采用QPSK(正交相移键控)分圈法,然而受放大器ASE(自发辐射)噪声的影响,星座点的径向移动将对相位恢复的准确度造成严重影响。文章针对星座点受噪声影响程度的不同,对QPSK分圈法中的分类幅值阈值进行详细分析,并引入不同权重。蒙特卡罗仿真结果表明,该改进方法不仅能有效提高16QAM的相位恢复精度,而且具有更低的误码率。