基于单PD直接检测Twin-SSB-QPSK信号的光纤通信系统

针对孪生单边带正交相移键控(Twin-SSB-QPSK)信号在光传输过程中的高成本问题,提出了一种在接收端采用单光电探测器(PD)直接检测Twin-SSB-QPSK信号的光纤通信系统。在接收端不需要采用光带通滤波器(OBPF)对Twin-SSB-QPSK信号的两路光单边带信号进行分离,而是利用直接检测的拍频效应,通过单PD直接检测孪生的两路光单边带QPSK信号产生相干叠加的单路16阶正交幅度调制(16QAM)信号。仿真演示了两路56 Gbit/s的QPSK信号叠加为一路112 Gbit/s的16QAM信号,并与传统的单路16QAM信号传输方案进行了仿真对比。仿真结果表明,该方案在降低系统器件要求和部署成本的同时并没有带来额外的功率代价。

基于GMM的幅度相位联合编码CVQKD安全性分析

为了提高离散调制连续变量量子密钥分发协议性能,采用幅度相移键控(APSK)联合调制格式方法,在接收端采用高斯混合模型分类算法识别量子态来提升系统的性能。将密钥传输系统分为状态学习和状态预测两个阶段,在状态学习阶段基于高斯混合模型的分类器对已知类别的量子态进行训练,学习不同类别量子态的幅度相位分布情况;在状态预测阶段则采用最小欧氏距离计算出待测量子态属于每个类别的后验概率,从而判定待测量子态的类别,并通过参数估计、反向协调和保密增强生成最终密钥。结果表明,在反向协调和集体攻击下128-APSK离散调制连续变量量子密钥分发协议能够有效生成安全密钥,当安全码率为10-6 bit/symbol时,传输距离可接近60 km。该研究为进一步提高离散调制连续变量量子密钥分发协议的系统性能提供了参考。

BPSK-QPSK和QPSK-16QAM的光调制格式转换

信号在调制方式不同的系统之间传输时,需要对信号调制格式进行转换,而调制格式转换通常在电信号上进行,要将光信号恢复成电信号。在电信号上进行调制格式转换后,再经电光调制器变换成光信号发射。频繁的光电或电光转换通常会增加系统成本,针对该问题,提出了利用相干叠加在光域上实现二进制相移键控(BPSK)到正交相移键控(QPSK)以及QPSK到正交幅度调制(16QAM)的调制格式转换的方法。实验通过Optisystem软件对转换模型进行仿真,采用10 Gpbs伪随机信号作为测试信源,通过星座图观测出信号成功转换为QPSK和16QAM;并在不同光信噪比、光源线宽和信号功率下对转换模型与直接QPSK、16QAM传输模型进行误码分析对比,在相同条件下转换模型和直接传输的误码率高度保持一致,表明这种调制格式转换方法具有较高的稳定性和准确性,能够适用于不同系统间的信号传输。

模拟通信原理实验系统仿真方法研究

为解决传统通信原理实验箱在对信号处理和检测方面存在的不足,需要利用仿真对实验现象进行更全面的展示,而Simulink和LabVIEW等软件只能对数字通信系统进行仿真。为此,采用Multisim实现了对脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation)编译码、频移键控(FSK:Frequency Shift Keying)调制解调和相移键控(PSK:Phase Shift Keying)调制解调等模拟通信系统的元器件级电路仿真。通过仿真,直观地展示了抽样定理、锁相环和科斯塔斯环的内在工作机理,并深入分析了FSK解调过程中可能出现的两种失真的机理。

超窄带调制信号的特殊滤波分析与仿真

为了对具有微小波形差的超窄带EBPSK调制信号进行检测,提出了一种特殊的共轭零极点滤波器.该滤波器可将调制的相位信息转化为幅度信息,产生上凸或下凹现象.通过分析分解波形的滤波响应,运用叠加原理对该滤波器产生的特殊现象进行了定性的解释;利用频率响应的相频特性表达式对其进行了直观分析.实验结果表明:利用零极点滤波器产生的寄生调幅现象可以采用门限判决,从而简化了EBPSK系统接收机结构,仿真的误码率曲线表明了该滤波器对EBPSK传输系统性能有很大的提升作用.

一种低复杂度的数字调幅广播调制方式

提出一种低复杂度的数字调幅广播调制方式——32DAPSK+OFDM.该方式能有效地降低数字广播接收机复杂度.首先给出30MHz以下频段(调幅广播波段)信道模型和基于OFDM数字调幅广播系统的等效基带模型,然后讨论32DAPSK+OFDM的调制、解调以及在白高斯信道的误比特性能。最后仿真32DAPSK+OFDM在调幅广播信道的误比特性能。

一种射频接收芯片中的低相位噪声压控振荡器

本文介绍了一种适用于ASK幅移键控接收器芯片中锁相环电路,集成于芯片内的LC压控振荡器,它的LC振荡电路采用了一种增强型的特别结构。芯片采用锁相环电路来产生本振信号。接收器通过它工作在290MHz到470MHz的ISM频段。锁相环中的VCO采用了差分对结构的LC压控振荡器结构,在1V到5V的控制电压下能产生290到470的可调频率,输出功率为2.20到2.30dBm。该VCO采用了增强型结构的LC振荡电路以得到更高的Q值来减小相位噪声,采用这种特殊结构,它能在433MHz载波的100kHz偏移范围内实现-99.7dBc/Hz的相位噪声。与普通LC振荡电路结构相比,该结构能使VCO相位噪声减小3dBc以上。且由于该电路由较少的有源器件组成,因此该VCO有着非常低的功耗和成本。

卫星信道中APSK星座的优化设计

为通过高阶调制信号增加卫星信道的容量,在给出幅度相移键控(APSK)信号特征的基础上,根据最小欧氏距离最大化和平均互信息最大的原则对APSK星座进行优化。给出了APSK最小欧氏距离和不同星座普遍适用的信道容量计算方法。仿真结果表明,最小欧氏距离和信道容量仅与相对半径有关而与相对相位无关。信噪比相同时不同APSK星座的信道容量差别很小,卫星信道中星座的优化可考虑功率利用率为主。

量子人工鱼群优化的自适应最小熵盲均衡算法

为提高高阶非常模信号的均衡效果,提出了量子人工鱼群优化的自适应最小熵盲均衡算法。该算法利用超指数迭代加快了自适应最小熵盲均衡算法的收敛速度;利用薛定谔方程设计量子粒子群模型的思想,设计了快速全局寻优能力的量子人工鱼群模型,减小了超指数自适应最小熵盲均衡算法的稳态误差。仿真结果表明:与自适应最小熵盲均衡算法、超指数自适应最小熵盲均衡算法相比,量子人工鱼群优化的自适应最小熵盲均衡算法收敛速度快、稳态误差小,有利于提高通信质量。

光通信中ODPASK调制格式的色散性能分析

研究了单信道系统中120 Gbit/s八进制差分相位幅度调制格式(ODPASK)的色散性能.采用眼张开度评价系统性能的方法,推导了背靠背系统的最佳消光比,使得幅度支路和相位支路具有相同的眼张开.在此基础上,研究了各种占空比对于幅度支路与相位支路色散容忍度的影响.仿真结果表明,幅度支路是影响ODPASK传输系统色散损伤的主要因素,幅度支路和相位支路随占空比的增加产生完全相反的眼张开代价变化规律.

关于雷达接收信号循环平稳特性的分析研究

由于雷达接收机接收到的实际信号一般是多个信号的混合,特别是多个空中目标对雷达辐射信号的相干回波,可能出现非零循环频率处的信号特征退化,导致信号可检测性削弱,甚至基于信号循环平稳特性的参数估计无法实现。针对上述问题,以常见信号样式幅度调制信号和二相编码信号,模拟实际雷达接收信号建立模型,分析了无源雷达接收的多个独立信号和有源雷达接收的多路相干信号的循环平稳特性,研究了在典型循环频率处的谱相关函数受信号相干参数的影响情况。结果表明独立信号分量的循环平稳特性在混合信号中得以保留,而相干回波在多个循环频率可供利用时,可改善混合信号循环平稳信息的利用率和信号检测性能。

基于幅度估计的光相干检测增强方法

研究增强光相干接收中的幅度估计方法.利用传统平衡接收方法中被抵消的功率信息进行幅度估计,提高QAM信号检测准确性.仿真结果表明,该方法与传统平衡接收方法相比,在接收16QAM和64QAM的调制信号时,两者均可增加1 dB左右的信噪比容限.

一种多径信道中的调制识别算法

提出了一种新的多径信道中的MPSK/MQAM(M-ary phase shift keying/M-ary quadrature amplitudemodulation)调制识别算法。首先进行基于噪声子空间的信道盲辨识和盲均衡,克服信道带来的影响,然后利用一种新的多级抽取聚类算法,先区分MPSK和MQAM两类调制方式,再提取信号的星座点数作为最终的识别结果。与已有算法相比,该算法结构简单,所需数据量少,适用范围广。仿真结果证实了算法的有效性。

MDAPSK-OFDM信号误码性能分析

与正交幅度调制(QAM)相比,差分幅度相移键控(DAPSK)信号的解调方法简单,因而近年来在一些实验正交频分复用(OFDM)系统中得到应用.针对16、32和64阶高阶差分幅度相移键控(MDAPSK),本文详细推导了加性高斯白噪声(AWGN)信道下,采用MDAPSK调制的OFDM(MDAPSK-OFDM)系统的误码性能,得到了MDAPSK-OFDM系统比特差错率(BER)表达式,仿真验证了MDAPSK-OFDM系统的误码性能,并说明了实验系统采用16DAPSK或64DAPSK调制的原因.

编码16DAPSK信号解调译码新方法

基于子载波采用16阶差分幅度相移键控(16DAPSK)的正交频分复用(OFDM)系统,提出并分析了编码16DAPSK信号的一种新的简单易行的比特软输出解调译码方法。仿真结果表明,在高斯信道、平坦Rayleigh衰落信道和多径Rayleigh衰落信道下,采用编码速率为3/4的punctured卷积码与16DAPSK信号的硬输出解调译码方法相比,系统的误码性能可改善约1.2dB。新方法应用在日本CRL开发的100Mbps毫米波16DAPSK-OFDM宽带移动接入实验系统,将进一步提高系统误码性能。

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。

面向大规模机器类通信的无速率编码调制技术

面向大规模机器类通信的高可靠、低时延要求,以及时变信道的特性,提出高可靠低时延的联合编码调制技术。基于幅度相移键控(Amplitude Phase Shift Keying,APSK)调制技术,提出一种APSK星座放置优化方案(Place-APSK,P-APSK)。该方案的基本原理是平均欧氏距离与比特发生错误数量成正比,通过使最小欧氏距离的平均值最大来提高系统性能。通过对不同码率、APSK的星座图的误块率分析,证明优化后的星座图比未优化的星座图误块率降低了1 dB。为了减小P-APSK的计算复杂度与时间复杂度,将禁忌搜索算法与P-PASK结合,提出一种低复杂度的P-APSK。通过对复杂度的分析,证明了该方法的有效性。

OFDM系统中的差分调制及其性能

基于子载波采用高阶差分幅度相移键控(MDAPSK)的正交频分复用(OFDM)系统,针对其独特的数据帧结构,提出并定义了OFDM系统的几种差分调制方案,仿真了不同信道环境下各种方案的误码性能。仿真结果表明,针对时间选择性和频率选择性衰落信道衰落程度的不同,在满足一定的时间相关性和(或)频率相关性的条件下,采用相应的时域和(或)频域差分调制方案,可以保证MDAPSK-OFDM系统的误比特率(BER)维持在较低的水平。

基于IM-SAPSO和SVM的EBPSK检测器设计

参数选择对于支持向量机(support vector machine,SVM)的分类性能很重要,其本质是搜索寻优.该文提出以最小化K-fold交叉验证误差为目标,以改进模拟退火粒子群优化算法(improved simulated annealingparticle swarm optimization,IM-SAPSO)为寻优方法的SVM参数优化方法.利用优化的SVM对扩展的二元相移键控(extended binary phase shift keying,EBPSK)通信系统中经冲击滤波器的"0"和"1"码元进行分类,并和基于SVM、PSO-SVM以及幅度积分判决的EBPSK检测器进行性能对比.仿真结果表明:基于IMSAPSO和SVM的EBPSK检测器性能明显好于其他3种检测器.

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。