基于三种调制模式下的turbo码光无线通信系统分析

从分析大气对光无线通信系统的影响出发,研究了大气信道特性,建立了大气信道信噪比和能见度的关系.为降低系统误码率,提出了基于OOK、BPSK、BPPM三种调制模式的turbo码的编码方案,推导出三种不同方案对应的turbo码迭代MAP算法.应用建立的信噪比关系,分析和计算了基于三种不同方案的系统的误码率.结果表明,基于BPSK的turbo码系统比OOK和BPPM系统的信噪比降低约3dB,且在高的信噪比情况下,BPSK系统能显著降低系统的误码率.因此,基于BPSK的turbo码方案较适合光无线通信系统.     

利用单支半导体光放大器和光带通滤波器实现40Gbps归零码到非归零码的全光转换(英文)

为了解决全光码型转换中结构复杂和速率限制的问题,提出了应用于全光网络,利用半导体光放大器的非线性效应和光带通滤波器滤出特定光谱成分来实现全归零码到非归零码的全光转换方案.基于超快半导体光放大器模型,进行了40Gbps归零码到非归零码全光转换的仿真与实验验证.实验结果表明:40Gbps归零码到非归零码全光转换的功率损耗约为2dB,与仿真结果高度吻合,验证了该方案的可行性与有效性.     

在地层探测中应用互补码脉冲压缩技术的研究

一个为海洋地层探测而设计的互补码信号发生和处理系统已经研制成功。其实施方案是:声源交替地发射一对互补码信号中的两个互补部份,接收机相应地进行回波信号的实时相关处理,然后再在时间上一一对应地把相继两次的相关处理输出实时相加,就得到无旁瓣的终端输出在地层探测图上显示。波浪起伏会对回波到达时间和信号码元间隔进行调制,由此产生的“去互补”和“去相关”效应会降低互补码信号处理的性能。本文着重研究了这个问题,并通过计算机模拟预测了在实际的海洋地层探测中应用互补码脉冲压缩技术的有效性。     

基于周期极化反转铌酸锂光波导高速非归零码到归零码的转换

研究了基于周期极化反转铌酸锂光波导级联二阶非线性效应实现非归零码到归零码高速全光码型转换的新方案,使用的是马赫-曾德尔干涉仪结构.转换原理是非归零码信号光在级联倍频和差频过程中受到的放大作用引起马赫-曾德尔干涉仪的不平衡,进而通过干涉相消产生归零码信号光输出.首先从耦合波方程出发,数值模拟了非归零码到归零码码型转换过程.然后分析了波导长度、光功率、相对时延对消光比的影响并对码型转换进行了优化设计.最后分析了转换带宽,模拟计算表明信号光在90nm的3dB带宽内可调谐,进而可以实现多信道的同时转换. 关键词： 码型转换 级联倍频和差频 周期极化反转铌酸锂 马赫-曾德尔干涉仪     

基于周期极化反转铌酸锂光波导高速非归零码到归零码的转换

研究了基于周期极化反转铌酸锂光波导级联二阶非线性效应实现非归零码到归零码高速全光码型转换的新方案，使用的是马赫-曾德尔干涉仪结构.转换原理是非归零码信号光在级联倍频和差频过程中受到的放大作用引起马赫-曾德尔干涉仪的不平衡，进而通过干涉相消产生归零码信号光输出.首先从耦合波方程出发，数值模拟了非归零码到归零码码型转换过程.然后分析了波导长度、光功率、相对时延对消光比的影响并对码型转换进行了优化设计.最后分析了转换带宽，模拟计算表明信号光在90nm的3dB带宽内可调谐，进而可以实现多信道的同时转换.     

空间光通信中基于多输入多输出的级联码方案研究

针对多输入多输出自由空间光通信系统中误码扩散的问题,提出一种卢比变换码与奇偶检验码级联的级联码方案,该方案通过在卢比变换编码包后增加一位校验元来定位并删除其中错误的编码包,同时仿真比较卢比变换码与级联码的性能。在不同多输入多输出组数和通信距离的系统下对级联码进行仿真验证,模拟不同大气湍流强度信道。仿真结果表明:译码开销不超过0.5时,级联码可提升译码成功率;在相同湍流环境下,相比于天线个数为2×2的系统,天线个数为3×3的系统大约有3dB的编码增益,且采用级联码后,当误码率为10-5左右时,编码增益提升范围为0.5dB~2dB;在强湍流环境下,当天线个数相同时,随着通信距离的增大,相比于卢比变换码,级联码仍有一定的编码增益优势。     

光分组交换网络中多组光正交码组合光标签识别处理及实验

报道了光分组交换网络中基于多组光正交码组合光标签的识别与接收实验,光标签采用了码长为19,码重为3的2组光正交码组合光标签方案.给出了基于多组光正交码光标签的光分组交换网络(MOOC-OPS)基本原理,通过分析指出在MOOC-OPS网络中处理多组在时域上非连续、随机、突发光标签是现实MOOC-OPS关键技术之一.设计出了基于展宽网络和放大器级联方式接收多组低功率窄脉冲(MOOC-OPS网络的光标签)的实验方案,完成了实验电路板制作与实验验证.实验结果表明成功地实现了MOOC-OPS网络中周期为2ns基于多组光正交码光标签脉冲的识别接收,验证了该方案的可行性.     

非二进制低密度奇偶校验码在16QAM光传输系统中的性能

以16-相正交幅度调制(16QAM)为例,分析比较了伽罗华(GF(2 m))域上m=1,2,4时,3种低密度奇偶校验(LDPC)码在16QAM光传输系统中的性能.分析表明,无论在纠错性能还是译码效率方面,4进制LDPC码比16进制LDPC码具有更大优势.为进一步改善高阶调制光传输系统中非二进制低密度奇偶校验(NB-LDPC)码的性能,在16QAM系统下的4进制LDPC码中引入水印位符号.与传统的非二进制LDPC译码方案相比,水印位方案的平均迭代次数显著下降,即引入水印位可以极大地提高NB-LDPC码的译码效率.当误码率BER=10-5时水印位方案可以改善0.1dB的净编码增益.     

100Gb/s归零码信号的2R再生

本文提出了基于半导体光放大器(SOA)中的瞬态交叉相位调制(T-XPM)效应与交叉增益压缩(XGC)效应的全光2R再生方法, 同时研究了SOA中的T-XPM效应获得反逻辑码信号以及XGC 效应光开关门的特性, 实现了100 Gb/s归零码(RZ)信号的2R再生, 接收机灵敏度提高了1.7-2 dB; 对该方案中的反逻辑码对于再生效果的影响进行了量化研究, 并在C波段范围内研究了该再生方案的再生效果, 实现了覆盖1535-1555 nm的全光2R再生.     

基于六光子量子避错码的量子密钥分发方案

量子信道中不可避免存在的噪声将扭曲被传输的信息,对通信造成危害。目前克服量子信道噪声的较好方案是量子避错码（QEAC）。将量子避错码思想用于量子密钥分发,能有效克服信道中的噪声,且无需复杂的系统。用六光子构造了量子避错码,提出了一种丛于六光子避错码的量子密钥分发（QDK）方案。以提高量子密钥分发的量子比特效率和安全性为前提,对六光子避错码的所有可能态进行组合,得到一种六光子避错码的最优组合方法,可将两比特信息编码在一个态中,根据测肇结果和分组信息进行解码,得到正确信息的平均概率为7／16。与最近的基于四光子避错码的克服量子信道噪声的量子密钥分发方案相比,该方案的量子比特效率提高了16．67％,密钥分发安全性足它的3．5倍。     

图像式光电编码器的测角技术及其硬件实现

为提高光电编码器的分辨力,并缩小体积,提出一种基于图像处理技术的面阵图像式光电编码器。根据光电编码器的性能指标要求设计了光学码盘;然后,通过互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器采集旋转码盘的图案,由复杂可编程逻辑控件(CPLD),数字信号处理器(DSP)组成的处理电路接收图像数据,通过图形识别算法得到粗码角度,并采用改进的基准线质心算法,计算亚像素级的精码角度信息。最后由粗码和精码组成光电编码器测角数据。实验结果表明,设计码盘直径为45mm的图像式光电编码器,在不配备光学镜头的前提下,采用精码细分技术,可实现4096份细分,测角分辨力达到5″,角度测量误差峰峰值为51″。且改进质心算法能有效地抑制噪声,提高测量精度。该图像式编码和精码细分技术可以提高编码器的分辨力,缩小编码器体积,减轻重量。满足航空航天领域对小型化光电编码器的需求。     

哈达码变换光谱成像仪数据复原算法

从哈达码变换光谱成像仪成像原理出发,对其光谱成像过程进行数学建模,分析了哈达码模板调制引起光谱信息混叠和空间信息混叠的原因,提出了一种根据光谱偏移量去除混叠的算法.采用自行研制的哈达码变换光谱成像仪进行了目标数据采集,用提出的去混叠算法对目标数据进行复原,得到目标的三维数据立方体,有效去除了空间信息混叠和光谱信息混叠,验证了算法的正确性.     

Barker码体波脉冲压缩换能器的研究

本文从压电圆片二维等效电路出发,导出了多层结构的传输矩阵。对PZT,PT做成的多层编码发射和多层倒置接收换能器,在阶跃电脉冲激励下实现了Barker码脉冲压缩。从理论和实验上分析讨论了径向模、背衬、负载、粘接层、介电损耗和机械损耗等对压缩效果的影响。理论与实验结果基本符合。在解决了某些工艺困难之后,作出了PZT和PT的Barker码体波脉冲压缩换能器。     

太阳能与燃煤互补系统变工况热力性能研究

针对新疆昌吉地区典型330 MW燃煤机组提出了一种利用抛物面槽式太阳能聚光集热器进行互补发电的改造方案。依据昌吉地区的气象条件及燃煤电站全年实际运行性能参数,通过对互补系统在不同太阳辐照强度及不同汽轮机负荷下变工况性能的模拟分析,获得了互补系统在典型日及典型年的热力性能,揭示了关键运行及性能参数的变化规律。结果表明,互补系统年均净发电效率为15.0%,优于现有单一太阳能热发电技术。本文对传统燃煤电站的互补方案的设计和实施具有一定的参考价值。     

LDPC码在量子密钥分配多维协商算法中的应用

密钥协商是量子密钥分配(QKD)的重要环节,影响着QKD的密钥率和安全距离.作为一种低信噪比时较为高效的密钥协商方案,多维协商算法被很好地应用在高斯调制连续变量QKD中,延长了通信距离.本文研究了二进制LDPC码在多维协商算法中的应用方案,进而扩展到多进制LDPC码.仿真表明,相比二进制LDPC码,利用多进制LDPC码能够使多维协商性能获得明显增益.     

基于半导体光放大器和整形滤波器的40 Gb/s的归零正码波长变换研究

理论上分析了通过整形滤波器方法实现正码波长变换的原理,并讨论了滤波器带宽及偏移方向对正码脉冲效果的影响,解释了目前实验报道中多采用蓝移滤波方案的技术根由。在实验上利用半导体光放大器(SOA)和通带滤波器完成了40Gb/s的归零码波长变换实验,验证了理论分析的结构,证明了整形滤波器加半导体光放大器的方案可以实现正码的波长变换。这对于简化网络的设计,提高信号传输质量都有重要的意义。     

基于成像光通信的时间-空间扩频混合光码分多址编码方案

为了在成像光通信中充分利用时间和空间两种频带资源,以成像光通信为基础,提出一种利用二维光正交Pattern码结合时域扩频实现光码分多址(OCDMA)编码的新方案。分析在该方案中存在的多址干扰噪声,并给出了噪声的概率密度函数,然后讨论由多址噪声引起的误码率与判决门限、用户数、码长积和码重积之间的关系。在相同的码容量下与时域扩频光码分多址编码和空间扩频光码分多址编码方案相比,该方案能降低对相关器件性能(时域码片数量和空间像素规模)的要求,而且还可获得更小的误码率。最后给出编码解码的光学实现方案。     

光学总论 量子光学

O431.22006010001基于六光子量子避错码的量子密钥分发方案=Quantumkey distribution based on six-photon quantum error-avoi-ding code[刊,中]/刘文予(华中科技大学电子与信息工程系.湖北,武汉(430074)),李宁…∥光学学报.—2005,25(11).—1568-1572将量子避错码思想用于量子密钥分发,能有效克服信道中的噪声,且无需复杂的系统。用六光子构造了量子避错码,提出了一种基于六光子避错码的量子密钥分发(QDK)方案。以提高量子密钥分发的量子比特效率和完全性为前提,对六光子避错码的所有可能态进行组合,得到一种六光子避错码的最优组合方法…     

基于Turbo码的量子高斯密钥分发的数据协调

为了使加密系统中两个合法用户Alice和Bob从量子信道传送的相关的高斯连续变量X和y中获取出密钥,通过一个理想公共授权信道传送部分信息进而从不一致的X和y中得到一致的二进制密钥,这一过程称为协调.本文在样条纠错(Sliced Error Correction,SEC)和多级编码/多路译码(Multi Level coding/Multi Stage Decoding,MLC/MSD)方案的基础上,构建了一套以Turbo纠错码为基础的连续变量量子密钥分发系统的反向数据协调方案.提出了以Turbo码的校验比特流为协调信息的Slepian-Wolf编译码方案.仿真结果表明可在信道信噪比7 dB以上实现20000个连续变量序列的协调.     

双气头互补的多联产系统集成机理与特性规律

化工动力多联产系统是通过系统集成把化工生产过程和热力循环有机地整合在一起,在完成发电等热工功能的同时,生产化工产品,从而同时实现多领域功能与性能目标。文章从多能源互补与多种产品联产系统的本质特征和能的综合梯级利用思路出发,研究双气头互补的多联产系统集成机理与方法,关注焦炉煤气富氢和气化煤气富炭的特点,借助双气头混合互补手段优化C/H比组分的调整,实现低能耗共制合成气。在系统集成机理研究基础上进行两类(双气头重整和无重整)典型联产系统概念性设计,通过模拟分析揭示了双气头互补的联产系统特性规律,还借助于平衡分析和EUD方法揭示了联产系统节能本质和关键因素。