基于深度学习的空间脉冲位置调制多分类检测器

为有效避免最大似然(ML)检测复杂的计算过程,根据空间脉冲位置调制(SPPM)信号的特点,将深度神经网络(DNN)与分步检测相结合,提出了一种基于深度学习的SPPM多分类检测器。在该检测器中,利用DNN建立接收信号与PPM符号间的非线性关系,并以此为准则完成在线接收PPM符号的检测,从而有效避免了对PPM符号的穷搜索检测过程。结果表明,采用本文检测器后,SPPM系统在大幅降低检测复杂度的前提下,取得了近似最优的误比特性能,同时还克服了K均值聚类(KMC)分步分类检测所出现的错误平台效应。当PPM阶数为64时,本文方法较ML检测和线性均衡DNN检测器的计算复杂度分别降低了约95.45%、33.54%。

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。

脉冲位置编解码方式映射模型及效率分析

随着石油钻井工程各项技术的飞速发展,MWD、LWD及旋转导向等系统井下测量数据越来越多。为了实现井下测量数据快速有效传输,需优化编码调制方式分析泥浆脉冲信号的解码效率和数据传输速率。通过对比几种常用的编解码方式,可以了解脉冲位置编解码方式的原理、框架结构和编译计算过程。针对此种编码方式,提出了脉冲数K和时间帧数M之间的组合码关系,映射了对应关系的数学模型;并利用数据分析了快型和慢型两种组合方式的差异性,推导了编码效率计算方法;进一步计算分析快型和慢型两种方式的传输速率的差别,最后,通过软件对解码方式进行了实现。

混沌脉冲位置调制(CPPM)源研究

新的混沌保密通信方案为混沌脉冲位置调制(CPPM)。脉冲的形状规则,脉冲间隔变化混沌,信息包含在时间间隔里面,对波形的形状低敏感。这样通信中噪声滤波器和同步混沌脉冲发生器的使用使得系统实用性大大提高。本文分析和仿真了其实现的可能性。提出对更为复杂的混沌函数作为载波的可行性。

Gamma-Gamma湍流下新型脉冲位置调制性能分析

为改进脉冲位置调制方式的性能,结合差分脉冲位置调制和多脉冲位置调制的优势,提出一种新型差分脉冲位置调制方式。在给出其符号结构的基础上,分析了其传输容量、带宽需求和功率需求,推导出Gamma-Gamma湍流信道下自由空间光通信系统的平均误时隙率和误包率模型,仿真分析了湍流强度、传输距离和调制阶数对该系统性能的影响,并将其与开关键控和三种脉冲位置调制方式进行比较。理论分析与仿真结果表明,新型差分脉冲调制方式比单脉冲位置调制、差分脉冲位置调制和多脉冲位置调制具有更高的传输容量,比单脉冲位置调制和差分脉冲位置调制具有更低的带宽需求,比多脉冲位置调制和开关键控具有更高的功率利用率和更好的差错性能,而且不需要符号同步,可以简化系统实现的复杂度。

等重码构建的多脉冲位置调制UWB通信系统

在已有的单脉冲位置调制的基础上,利用等重码构建了一种多脉冲位置调制的UWB跳时调制方案;并对其AWGN下的信道容量、误码率等性能指标进行了理论分析。数值结果表明,在满足一定的条件下,MPPM能以较低的接收机复杂度在数据容量、误码率等指标上获得比相应的脉冲位置调制及脉冲幅度调制更高的性能,可以作为UWB高速通信应用的一个很好的备选调制方案。

可见光通信的间隔多脉冲位置调制

根据室内可见光通信(VLC)的信道传输特性,建立了一种可见光通信系统的链路模型,提出了用于VLC系统的间隔多脉冲位置调制(IMPPM)方案。介绍了IMPPM方案的符号结构,并将该方案与VLC系统的另外两种调制方式,脉冲位置调制(PPM)和多脉冲位置调制(multi-PPM,MPPM)在带宽、功率需求,比特误差率(BER)等方面进行了比较。结果显示:MPPM和IMPPM在信源(M)为3,4,5bit时的带宽需求和功率需求取得了比较好的平衡。当BER达到10-3时,IMPPM接收的光功率比PPM低4dB,比MPPM低2dB;由于IMPPM中相邻两脉冲有时间间隔,所以,其BER性能要优于MPPM。IMPPM用于可见光通信时,其功率需求低于MPPM,抗多径及码间干扰的能力优于PPM和MPPM。

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。

基于混沌脉冲位置调制的实时超声测距系统串扰抑制

超声测距系统中各换能器之间存在的干扰(即串扰)会严重制约测距的准确性;为消除串扰,采用混沌脉冲位置调制构造每个超声换能器的短发射序列;相关分析法被用于识别回声序列.分析了超声串扰产生原因,并给出了脉冲占空比与各次谐波能量的对应关系.为获得最佳的相关效果,采用遗传算法对Logistic混沌满映射调制的短序列脉冲间隔做了优化.所提方法在DC-DC(直流-直流)激励的静电型超声测距系统中获得了验证.结果表明,在合理配置脉冲间隔的情况下,混沌脉冲位置调制可用于消除实时超声测距系统的串扰.

激光通信系统中多脉冲位置调制帧同步的实现

为了解决激光通信中符号同步传输效率低问题,采用了超帧同步取代符号同步方法。在分析多脉冲位置调制码型和帧长的特点基础上,详细分析了不同的组合巴克码做多脉冲位置调制超帧同步码的方法,计算了不同长度帧的同步码长度。仿真结果表明,这种方法能实现二进制数据的正确解调。该研究结果对提高激光通信同步性能具有一定的理论参考价值。

随机脉冲位置电压空间矢量调制及其实现

提出了一种基于电压空间矢量调制的随机脉冲位置PWM方法 ,该方法通过随机改变每个开关周期中零电压矢量的位置 ,实现了两种低开关损耗PWM模式之间的随机切换。文中还给出了其 80C196KC单片机实现方案。

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。

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.

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。

优化伪随机脉冲位置调制序列激励的无串扰超声测距系统

超声测距系统中多路换能器同时工作存在的串扰会导致错误的距离测量和降低系统的工作效率。为消除此串扰,提出了伪随机脉冲位置调制(PPPM)法用于构造超声发射序列。PPPM序列中脉宽固定,脉冲位置由伪随机数序列调制。为获得尖锐的自相关函数和平坦的互相关函数,对四种常用的同余法产生的伪随机数进行了定量检验,并选定统计特性最好的乘加同余法用于构造PPPM序列。为提高超声测距系统实时性,采用遗传算法优化较短的PPPM序列中脉冲之间的间隔范围。将所提方法用于多路Polaroid600系列静电型换能器构成的超声测距系统,实验验证了所提方法的可行性。

时间脉冲位置调制的超宽带无线通信

超宽带 (UWB)无线通信技术是一种利用时域资源的新通信技术 ,因其具有低功耗、良好的抗干扰和抗多径的能力和高的系统容量而受到普遍关注。本文对超宽带无线通信技术的热点进行了综述 ,并重点讨论了时间脉冲位置调制超宽带无线通信的基本原理和其关键技术 :多接入技术、脉冲信号技术、调制技术、发射和接收技术 ,相关技术等 ,尤其对调制技术进行了理论分析和比较 ,并讨论了时域无线通信技术的应用。结果表明超宽带通信技术在未来的高容量无线通信具有很大的发展潜力。

无线光通信脉冲位置调制的符号同步技术

讨论了PPM序列的符号同步原理;在分析随机PPM序列的精确符号同步概率上限的基础上,给出了一种在PPM序列中插入同步信号来实现PPM精确符号同步的方案及其数字逻辑电路实现。该方案通过改变PPM调制序列结构,按照一定的间隔在PPM序列中插入脉冲时隙肩并肩的2个相邻符号作为同步符号,通过对同步符号的检测来提取同步信号。理论及仿真实验表明,该方案能实现PPM精确符号同步。

数据辅助的超宽带脉冲位置调制同步算法

针对超宽带(UWB)信号的超短脉冲和极低发射功率造成接收机同步十分困难的问题,提出了脉冲位置调制(PPM)下一种有数据辅助的基于"脏模板"定时(TDT)的同步捕获算法.推导了PPM调制下接收信号的表达式,分析了接收信号在相邻符号的互相关函数的特点.分析结果表明,不同于脉冲幅度调制(PAM)的互相关函数,由于PPM调制的非线性,同步参数不能通过对互相关函数求期望获得.构造相邻符号互相关函数的差值函数,借助训练序列来获取类似PAM调制情形下的互相关函数表达式,继而捕获同步.理论分析和仿真结果表明,该算法性能良好,捕获时间短,实现复杂度低.

极大似然判决下大气无线光脉冲位置调制差错性能

大气湍流对无线光通信系统影响较大,基于高斯信道及门限判决方法的大气无线光通信脉冲位置调制(PPM)的误码特性分析存在局限性。针对于此,推导了湍流大气中无线光PPM系统在极大似然判决(MLD)下的差错性能计算模型,并运用蒙特卡洛方法验证了理论计算模型的有效性。仿真分析表明,MLD下PPM具有更好性能,但也较易受湍流影响,为使弱湍流信道中PPM的误比特率不高于10-6,调制阶数每增加1阶,须提高平均接收信噪比0.67dB以上。对于峰值功率恒定PPM系统,应根据器件性能和具体通信条件,在差错性能和功率利用率之间作出平衡。

跳时M元双正交脉冲位置调制超宽带通信性能研究

针对目前超宽带(UWB)通信调制方式传输效率低下、误码率过高的问题,提出了采用跳时M元双正交脉冲位置调制(TH-MBPPM)改善系统性能的方法.TH-MBPPM方法将需要传送的多个信息比特分别调制到信号的幅度和位置上,同时在信号中加入伪随机跳时码,解调端采用概率密度函数的方法对各匹配滤波器输出端的多址干扰成分进行精确的计算,将所有干扰信号建模为高斯白噪声并根据最大似然准则对接收的信号进行判断,得到了系统误符号率的封闭表达式及其简化的计算表达式,该表达式精确地反映了系统的误符号率性能且计算复杂度较低.与跳时M元正交脉冲位置调制UWB通信系统相比,TH-MBPPM方法误符号率更低,且系统复杂度降低了50%.