安全增强型相干光正交频分复用/偏移正交幅度调制系统的混沌加密

与传统正交频分复用(OFDM)相比,正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统将子栽波的正交条件从复数域变化到实数域,滤波器组的时频聚焦特性可以抑制符号间干扰和栽波间干扰。因此,相干光OFDM/OQAM可以去除插入在连续OFDM块之间的循环前缀,从而提高系统的频谱效率。近些年由于网络的快速发展和广泛应用,网络信息安全面临的干扰、物理基础设施攻击等威胁越来越严重。因此,提高系统安全性、保护传输信息变得尤为重要。由于混沌相关的遍历性、高随机性和对初始值的敏感性等特性,混沌加密具有较高的安全性和较低的实现复杂度。此外,由于OFDM中灵活的数字信号处理机制,混沌加密可以很容易地融入到OFDM和OFDM/OQAM系统中。以相干OFDM/OQAM系统为基础,利用混沌优点,提出了两种加密方法,分别是基于混沌交叉映射的混沌星座置乱方法(CCS)和基于布朗运动的星座置乱加密方法(BCS),对传输中的信息进行加密,从而保护信息,提高系统安全性。

基于正交频分复用-多进制正交幅度调制的DC-DC变换器能量信息一体化技术

电力电子变换器通过功率与数据信息的复合调制,可使其在电能变换传输的同时进行数据信息的传输,从而实现能量信息一体化。该文以交错并联DC-DC变换器为研究对象,提出基于正交频分复用-多进制正交幅度调制(OFDM-MQAM)的能量信息一体化方法,并详细介绍变换器进行OFDM-MQAM的原理和具体实现方式,使能量信息一体化传输中的通信速率得到提升。建立变换器传输电能和信息的数学模型,在模型基础上计算分析输出电压纹波与数据信息传输的关系,并以此提出带有码元组合补零环节的OFDM-MQAM,大幅优化通信所引起的电压纹波。此外,针对多路载波引起的相位延时,通过所设计的解调环节避免OFDM系统的信道间和符号间干扰。最后通过一台交错并联的5 V/10 V Boost变换器完成了技术方法的实验验证。

极化编码调制正交频分复用水声通信中的极化码构造方法

为进一步提高水声通信可靠性和频带利用率,针对极化编码调制的水声通信需求和信道特性,基于蒙特卡洛法提出动态水声信道认知优化统计目标参数、联合译码的判决反馈信道估计两点改进,建立了适用于编码调制水声信道中的极化码构造算法。为验证该算法性能,建立了极化编码调制水声通信的两步应用机制。通过仿真,比对并分析改进前后的极化码构造方法性能、对时变信道的鲁棒性,以及在不同映射规则下的联合比特交织和多级编码的极化编码调制水声通信性能,并与低密度校验(LDPC)编码调制系统进行对比。湖试结果表明,提出的极化编码调制水声通信方案有效保证了信息在浅水水声信道中的可靠传输,在信噪比约为14 dB、通信距离约1 km时,实现无误码传输,性能优于相同条件下的LDPC编码调制系统。

改善误码性能的索引调制正交频分复用混合映射方案

为进一步提升索引调制正交频分复用(OFDM-IM)系统在高信噪比(SNR)条件下的误比特率(BER),该文提出一种混合映射方案。该方案利用高信噪比时索引比特比数据比特错误率更低的特性,混合使用两种不同位数的索引比特分配策略,提高了索引比特的占比。相应地,将子载波激活模式(SAPs)分为超级SAPs和普通SAPs,相比于普通SAPs,超级SAPs对应的索引比特和数据比特分别增加1 bit和减少1 bit。将超级SAP对应的数据比特采用奇偶校验的方式补齐,然后映射为数据符号,提高了系统的分集度,增大了数据符号间的最小欧氏距离。仿真结果表明,相比于以往的映射方案,混合映射方案在误比特率为10^(-4)时可取得1~3 dB的性能增益,有效改善索引调制OFDM系统的误码性能。

正交频分复用/偏移正交振幅调制半盲信道估计

非合作通信背景下,针对传统干扰近似法(IAM)进行正交频分复用(OFDM)/偏移正交振幅调制(OQAM)系统信道估计需要导频符号值作为先验信息的问题,提出一种基于OQAM符号特征的IAM(OCBIAM)估计算法。该算法利用IAM导频结构和OQAM实符号的有限集特征,将信道衰落系数幅度和相位分开估计,在仅获得导频位置而未知导频符号值的条件下实现了OFDM/OQAM系统半盲信道估计。并且证明了OCB-IAM算法由于利用接收符号的二阶统计量将高斯白噪声变为非随机的单音干扰,从而在中低信噪比条件下具有优于IAM算法的估计性能。仿真实验验证了理论推导的正确性和OCB-IAM算法的可靠性。

基于多级码编码正交频分复用的差分幅度相位调制

数字调幅广播(DAMB)需要高速的数据传输率,为此本文提出一种具有高带宽效率的编码调制方案。采用16差分幅度相位(16DAPSK)加正交频分复用(OFDM)调制,采用多级码(MLC)作为纠错编码,其分量码为标准卷积码及其删除型卷积码,系统具有高的带宽利用率,抗多径传输,接收端可以并行解码,以减小通常逐层解码所带来的大的时延和误差传播,并且由于差分调制的引入,接收端可以采用非相关检测,且毋须均衡器,简化了接收机的设计,本文还比较了短波信道中,采用时域差分和频域差分的效果,并得出了相应的结论。

基于正交频分复用的频域差分幅度相位调制

该文提出一种基于频域的幅度两电平的DAPSK+OFDM,并讨论该调制方式在频域的差分调制和解调,然后给出它在白高斯信道的误比特性能公式。最后在典型的调幅(AM)波段信道对它和基于时域的DAPSK+OFDM的误比特性能进行了仿真。结果表明:在短波信道,频域的DAPSK+OFDM比时域的DAPSK+OFDM性能好;在中波信道,时域的DAPSK+OFDM比频域的DAPSK+OFDM性能好。因此,数字调幅广播系统在短波信道可采用频域DAPSK+OFDM。

基于多阶差分幅度相位调制的高阶光正交频分复用技术研究

在高阶光通信系统中,通常采用较复杂的信号补偿和均衡方法来恢复信号性能;通过增加导频信息及均衡阶数来提升系统性能,但是却忽略了算法的复杂度及信息的冗余度算法。针对此问题,本文在分析正交频分复用(OFDM)技术基本原理的基础上,提出了一种基于多阶差分幅度相位调制(m DAPSK)的高阶光正交频分复用通信方法;同时搭建了实验平台并进行了相关性能分析。由实验结果可知:由于m DAPSK调制信号具有差分特性,接收端不需要进行信道均衡处理,不仅可以提高信号频带利用率,而且可以降低设计复杂度;与采用信道均衡的QAM调制信号相比,不采用信道均衡的m DAPSK调制高阶光信号具有相当的误码性能及更好的抗非线性性能。

基于特征向量构建的相干正交频分复用无源光网络系统

设计基于特征向量构建的相干正交频分复用无源光网络系统,避免无源光网络受到码间串扰的影响。设置光梳状谱发生器作为系统光源,生成光波信号,利用波分复用器分离生成的光波信号,完成分离后信号传送至IQ调制器,IQ调制器利用正交频分复用信号调制与解调过程调制分离信号,通过波分复用器集合完成调制的两路光波,集合后光波利用传输光纤传送至光节点;光节点中的相干接收器接收光波信号后,利用光电二极管传送至SVM均衡器,SVM均衡器利用特征向量构建方案均衡光波信号,实现信号的高效传输。系统测试结果表明,驱动功率为11 dB、本振光功率为6 dBm时,系统具有最佳的通信性能,所设计系统可有效改善码间串扰情况,均衡通信信号。

可见光通信中正交频分复用调制技术

可见光通信(VLC)由于可以弥补射频通信的不足而成为研究热点,正交频分复用(OFDM)技术因其高数据速率和抗频率选择性衰落被广泛应用在VLC中。本文从能量效率、频谱效率、误码率、计算复杂度等方面对可见光通信系统中OFDM调制技术进行研究和比较,主要包括基于离散傅立叶变换的单极性方案、改进或增强型方案和混合型方案,基于哈特莱变换的光OFDM,以及基于LED索引调制的光OFDM。文中介绍了多种光OFDM调制技术的工作原理综合对比了频谱效率等性能;研究了光OFDM系统接收机改进方案;总结了可见光OFDM系统存在的问题和未来研究方向。本文对可见光OFDM系统进行归纳和总结,为提出更加高效的单极化调制技术、进一步提高系统频谱效率及可靠性提供了参考。

正交频分复用系统的非对称调制星座频域信道盲估计方法

针对频域信道盲估计的相位模糊问题,提出了基于非对称调制星座的频域信道盲估计方法.根据正交频分复用系统子信道的衰落相位等于该子信道调制星座旋转的角度这一特性,通过独立地估计各子信道接收信号的平均功率及调制星座旋转的角度来估计信道的频率响应.相对于预编码频域信道盲估计方法,该方法的信道估计精度高且没有误差底限,具有实现简单、易并行处理等特点.系统的对比仿真实验表明,该方法与预编码频域信道盲估计方法相比,在信噪比超过18 dB时可使信道估计误差随信噪比增加线性递减.

基于正交频分复用的水声通信中克服频率偏移影响的方法

OFDM(正交频分复用)是一种适合于在频率选择性衰落信道中进行高速传输的技术。水下信 道中存在着严重的多普勒频率偏移,限制了这种技术在水下的应用。本文分析了频率偏移对OFDM 系统性能的影响,提出了利用循环前缀补偿频率偏移引起的相位偏移方法来克服频偏的影响。试验 证明了这种方法的有效性。

排列模式索引调制正交频分复用系统

多模索引调制正交频分复用系统(MM-OFDM-IM)在索引调制正交频分复用系统的基础上采用不同星座集对系统中的全部子载波进行索引调制,能有效地提高系统的子载波利用率和频谱效率。但全部子载波的利用影响了系统的子载波间抗干扰能力,导致误码率性能下降。针对这一问题,该文提出排列模式索引调制正交频分复用系统(PM-OFDM-IM)。该系统在MM-OFDM-IM的基础上重新引入静默子载波,既能保证系统较高的频谱效率,又能提高系统的误码率性能。同时该文提出一种基于幅值相移键控的分类映射模式,即按半径大小排列的星座集分类模式(PCC-R),该模式能够良好结合系统传输的额外信息。最后仿真结果验证,该系统能够更优地均衡系统的频谱效率和误码率性能,且所提分类映射方案可以达到更优的系统性能。

单矢量差分幅度相移键控正交频分复用水声通信研究

为了在不牺牲通信带宽利用率的前提下,进一步提高水声通信质量,在描述高阶差分幅度相移键控调制技术和单矢量信号处理技术的基础上,基于矢量水听器和高阶差分调制技术,提出一种应用于正交频分复用(OFDM)通信体制中的高速水声通信系统。根据实际水域声速梯度真值,利用信道仿真软件建模实际水声信道,仿真研究通信系统在此信道下的通信性能。研究结果表明:对矢量水听器采集的声压和振速通道信号进行p+3vc线性联合处理可获得增益,单矢量差分幅度相移键控OFDM通信系统比标量差分幅度相移键控OFDM系统的通信效果有明显改善,验证了该系统的可行性和优越性。

正交频分复用数字调制技术

介绍一种可较好地解决多径衰落所引起的信道选择性衰落 ,又可克服信道的瑞利衰落、性能优良的正交频分复用数字调制技术。它是通过多载波的并行传输方式将 N个单元码同时传输 ,来取代通常的串行码序列传送 ,使每个单元码所占的频带小于Δf 。

正交频分复用通信系统设计及性能研究

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)属于一类多载波宽带数字调制技术,它抵御多径干预的实力较强,并且具有频宽使用比率较高等优势,故适用于快速传播的无线通信体系。解析OFDM这一技术的完成机理,以MATLAB软件为实验平台,对OFDM的输送特性实施模拟,并对相关结论进行解析。由于其频谱使用比率较高、成本较低等因素受到大家的普遍重视。与此同时,OFDM还属于第4代移动通信的关键技术。研究OFDM系统的性能,以MATLAB软件为平台进行仿真,可以更好地判断设计系统的性能,为构建新系统提供合理的解决方案。利用MATLAB语言来实现OFDM传输系统中的计算机仿真参考设计程序,使用了3种调制方式(BPSK,QPSK,16QAM)对OFDM系统的性能进行仿真,并对仿真结果进行分析。

利用分级正交幅度调制的无线视频传输方法

针对带宽有限的多载波无线视频传输,提出了一种利用分级正交幅度调制(HierarchicalQuadrature Amplitude Modulation,HQAM)为视频码流中重要性不同部分提供不等保护的无线视频传输方法.首先将所有可用子载波根据其信道质量划分成不同的类型;其次推导出HQAM调制参数、QAM符号不同位置比特误码率和平均信噪比之间的关系,并为不同类型的子载波分别确定HQAM调制参数;最后将视频码流中对恢复视频质量重要性不等的部分,采用所确定的HQAM调制参数分别调制到对应的子载波上,实现不等保护传输.仿真结果表明,与现有的方法相比,在相同信道带宽和平均信噪比条件下,本方法有效提高了解码端的恢复视频的质量,最高可达2 dB.

电力线通信正交频分复用调制器及FPGA实现

讨论了实际电力线通信过程中存在的高噪声、多径效应和频率选择性衰落等问题,然后介绍OFDM的基本原理,探讨OFDM电力线通信对抗上述问题的优点.最后,实施了OFDM电力线通信调制器的一部分设计,在Xilinx公司的FPGA器件Virtex 2000E上实现了调制器的快速傅立叶反变换(IFFT)和加循环前缀模块的仿真和综合.

自适应调制的正交频分复用多模光纤通信系统性能分析

本文探讨了正交频分复用多模光纤通信系统性能实现原理,同时分析了自适应调制的正交频分复用多模光纤通信系统算法,研究了自适应比特分配,同时分析自适应调节对正交频分复用多模光纤通信系统的影响,以期为自适应调制的正交频分复用多模光纤通信系统性能研究提供一些参考。

一种正交频分复用系统抗水下时变多径信道的频率偏移估计方法

提出了一种水下正交频分复用(OFDM)系统鲁棒的频率偏移估计方法,即通信帧由一个训练帧和多个数据帧组成。其中克服大的多普勒频移,也就是粗频移估计(Rough Frequency Offset Estimation,RFOE),是通过训练帧来实现的,而克服时变的和小的多普勒频移,也就是精细多普勒频移估计(Accurate Frequency Offset Estimation,AFOE),是通过每一个数据帧实现的。RFOE和AFOE都是使用OFDM数据或循环前缀(Cyclic Prefix,CP)中没有被多径干扰的那部分数据计算得到的。在海试中,采用这种算法实现了通信速率与作用距离的乘积为133km·kbps的无误码通信,并比较了不同算法的试验结果,试验结果表明该算法能克服水下信道多径和时变的影响。