正交频分复用在水声通信中频率同步的研究

正交频分复用（OFDM）通信系统对频率偏移比较敏感，容易导致系统性能急剧下降。水声通信中存在着严重的多普勒频率偏移，限制了OFDM技术在水下的应用。本文仿真分析了频率偏移对OFDM系统的性能影响，提出了一种适用于水声通信的频率同步方法。本方法不仅可以对固定的频率偏移进行估计，也可以对连续变化的频率偏移进行估计。仿真表明，本方法具有较高的频偏估计精度和大的频偏估计范围。湖试结果也表明，采用这种方法可有效地进行频偏估计。     

基于多径分集的啁啾扩频正交频分复用水声通信系统

针对传统正交频分复用系统在具有复杂多途和深度频率选择性衰落特点的水声信道中性能下降的问题,提出了啁啾扩频正交频分复用水声通信方案.该方案对原信息码扩频,子载波变为相同调频斜率、不同中心频率、频带相互重叠的正交啁啾信号.经过水声相干多途信道后在接收端解扩,使多个途径信号在频域上拓展,多径信号彼此分离.结合虚拟时间反转镜技术,聚焦多途信道能量,完成信道多径分集接收,不仅可以抑制频率选择性衰落的影响,还充分利用信道多径分集增益提高系统性能.通过仿真研究和湖试验证,表明该方案具有较好的有效性和可靠性.     

改进的信道稀疏度检测正交多载波多普勒估计方法

针对正交频分复用水声移动通信中频域变采样技术联合信道稀疏度检测的多普勒估计算法在冰水混合区复杂信道环境下多普勒估计效果欠佳且计算量大的问题,提出了一种改进的多普勒估计算法。采用时域重采样技术对信号进行不同压缩因子的补偿,避免了频域变采样技术中的高阶快速傅里叶变换运算,从而降低了算法复杂度。利用梳状导频位置向量结合时域变采样技术更准确提取的导频子载波,进而获得更加精确的信道估计和信道稀疏度检测结果,提高了多普勒估计精度。仿真结果和冰下试验结果表明,与原始算法相比,改进的方法在冰水混合水域复杂多径时变信道环境下可以有效实现对信号多普勒畸变的跟踪并且计算量显著下降,能够保障正交频分复用水声移动实时通信。     

承载正交频分复用信号的58GHz光载毫米波波分复用光纤无线通信系统

实验研究了一种采用马赫-曾德尔强度调制器和光交叉复用器(IL)产生58 GHz光载毫米波传输正交频分复用(OFDM)信号的波分复用光纤无线通信(WDM-ROF)系统。中心站的4路连续光波耦合后输入射频(RF)信号频率为29 GHz的强度调制器进行双边带(DSB)调制,再用另一个强度调制器将2.5 Gb/s的OFDM信号调制到DSB信号上。经20 km单模光纤(SMF)传输至基站,通过IL将中心载波和一阶边带分离。经可调谐光滤波器(TOF)滤取所需信道的一阶边带,由高速光电检测器产生58 GHz的电毫米波,利用相干解调恢复下行OFDM基带数据信号。实验结果表明,在无色散补偿和误码率为10-3的条件下,下行OFDM信号经光纤传输20 km后的功率代价小于0.5 dB,而且星座图依然清晰。     

基于数字相干叠加的相干光正交频分复用系统中光纤非线性容忍性研究

光正交频分复用系统中的光纤非线性效应制约着系统进一步的扩容. 针对此问题, 提出一种数字相干叠加的方法, 用于提高相干光正交频分复用系统对光纤非线性的容忍性. 仿真中, 5通道的波分复用下偏振复用相干光正交频分复用系统的每个通道传输四进制正交振幅调制映射的71.53 Gbit/s信号在光纤中传输400 km. 首先, 通道间隔为25 GHz, 与传统相干光正交频分复用系统相比, 色散补偿前后, 使用数字相干叠加的相干光正交频分复用系统的信噪比分别提升了6.02 dB和9.05 dB, 最佳入纤光功率均增大了2 dB; 其次, 通道间隔为50 GHz, 色散补偿前后, 信噪比分别提升了4.9 dB和8.75 dB. 通过理论推导及仿真, 验证了所提方法能有效消除相干光正交频分复用系统的一阶非线性失真, 进而提高系统对光纤非线性的容忍性.     

一种水声OFDM的抗多径同步算法

水声信道普遍存在多径效应,致使水声正交频分复用(OFDM)通信系统的同步算法经常给出误差较大甚至错误的同步点。为了完成精确的同步,本文提出一种基于恒幅度零自相关序列以及在信号开始插入两个同样训练信号的联合同步算法,系统通过粗同步和细同步两个过程完成信号开始时刻的精确定位。仿真分析和湖试结果表明,本算法能够在多径信道下准确找到信号开始时刻。     

非对称限幅光正交频分复用系统中峰值平均功率比抑制方法研究

为了降低非对称限幅光正交频分复系统中高峰值平均功率比对紫外光通信系统性能的影响,根据非对称限幅光正交频分复系统的特殊信号形式,对传统压缩扩张变换算法和选择性影射算法进行了结构上的改进,将改进后的算法运用到基于非对称限幅光正交频分复技术的紫外光通信系统中,可以使系统峰值平均功率比平均得到3dB的性能改善.在此基础上,为了进一步降低系统峰值平均功率比,采用了压缩扩张变换-选择性影射串行联合算法,能够使系统峰值平均功率比降低近5dB,该联合算法能够很好地降低非对称限幅光正交频分复用系统的峰值平均功率比,可以满足紫外光通信系统的需求.     

多波束分集深海远程正交频分复用水声通信

针对深海远程信道传播衰减大、多途扩展严重的问题,提出一种单输入多输出（SIMO）模型下的水声正交频分复用（OFDM）多波束空间分集均衡方法。建立了深海远程信道下SIMO-OFDM接收信号模型,对宽带波束形成处理后的多个到达角度的波束输出进行独立的多普勒补偿和稀疏信道估计,最后基于最大比合并实现多波束均衡。相对于远程通信中常用的单波束处理方法,所提方法可获得额外的不同到达角度的多径分集增益;且基于阵列波束形成处理可明显提升各个波束输出信噪比,避免了单阵元信噪比过低导致的信道估计误差增大的问题。所提方法的计算复杂度大于单波束均衡,但低于多阵元最大比合并均衡。基于BELLHOP的数值仿真和中国南海实验结果表明,所提方法的误码率性能明显优于单波束均衡和最大比合并均衡,且在100 km的距离上实现了通信速率199 bps的无误码通信。     

可见光通信多维复用技术研究

LED替代白炽灯和日光灯用于照明已经成为明显的趋势。LED可以同时用于照明与通信的特点,使得可见光通信(VLC)成为了近年来国内外研究的热点。由于其具有无辐射、抗电磁干扰、频谱使用无需授权等优势,VLC已成为下一代高速无线接入的新兴技术。目前VLC发展的主要挑战在于LED有限的调制带宽限制了VLC系统的传输速率。针对这一瓶颈,从VLC系统多维复用方式出发,详细介绍了波分复用、频分复用、偏振复用和空分复用四种复用技术,实现多路复用信号并行传输,从而有效提升系统的传输容量。通过对这四种技术原理和性能的分析与讨论,验证了多维复用技术在提升VLC系统传输容量上的可行性,表明了其在VLC系统中广泛的应用前景。     

WDM多纤环网的优化设计

本文讨论了WDM多纤环网(MFR)的优化设计问题,为解决该问题提出了新的整数线性规划公式.所采用的优化目标是最小化平均结点端口数目,以此为优化目标可以保证所设计的多纤环网具有最大的经济有效性.利用所提出的算法,我们定量分析了采用不同路由方案(波长通道和虚波长通道)的几种MFR结构(单向和双向)的网络性能.本文所获得的结论可作为选择合适MFR结构的参考.     

一种光正交频分复用系统的联合相位均衡方法

正交频分复用（OFDM）技术加相干接收与数字信号处理法(DSP)的组合是超长距离光通信的理想模型。光OFDM系统对相位噪声十分敏感,必须对相位噪声进行补偿。提出一种基于正交小波基变换的光OFDM系统的联合相位均衡方案。该方案将块状导频周期性地插入OFDM信号,在接收端利用导频信息首先消除各个子载波的公共相位误差,然后采用自适应均衡方式消除每个子载波自身相位误差。仿真结果表明,对于二进制正交振幅键控(4QAM)调制信号,在采用常规的G.652光纤、100 Gb/s的相干光OFDM系统中,该联合相位补偿方法可使信号在满足传输系统的误码性能要求下,传输距离达到1000 km。     

一种不等带宽光学梳状滤波器

提出了一种新型—Michelson—三面镜FabryPerot型50GHz不等带宽光学梳状滤波器设计方案,分析和模拟表明:该器件将一路信道间隔为50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,其中在3dB处,奇数信道带宽大于30GHz用于10Gb/s传输,偶数信道带宽大于60GHz用于40Gb/s传输对于将来的40Gb/s系统,该器件具有优势.     

A New 1×K Tunable Multi-wavelength Router and its Features

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒｏｕｔｅｒｓ (ＷＲｓ)ａｒｅｋｅｙｄｅｖｉｃｅｓｉｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｒｏｕｔｉｎｇａｌｌ ｏｐｔｉｃａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ.Ｒｅｃｅｎｔｌｙ ,ｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒｔｈｅＷＲｓｈａｓｂｅｅｎｏｎｅｏｆｈｏｔｓｐｏｔｓｉｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ (ＷＤＭ )ｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ[1,2 ] .Ｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｕｔｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｓ,ｔｈｅＷＲｓｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｋｉｎｄ…     

A New 1×K Tunable Multi-wavelength Router and its Features

Tunable wavelength routers (TWRs) for multiple wavelength selection are key devices in dynamic wavelength-routing wavelength division multiplexing (WDM) networks. In this paper, by cascading conventional 2×2 TWRs, a new 1×K TWR is proposed for large-scale dynamic wavelength-routing WDM networks. When the cascading numbers are smaller, the 1×K TWR can be directly applied to networking WDM networks. When the cascading numbers are larger, the 1×K TWR can be carried out by the integrating method and be extensively used to networking various multi-wavelength optical networks by the way of “EDFA+TWR”. Though the cascading method proposed is based on the acousto-optic TWRs, it can be also applied to cascading other kinds of TWRs.     

应用波分复用技术实现飞秒级超快动态过程的脉冲数字显微全息记录

采用波分复用方法实现飞秒级超快动态过程的脉冲数字显微全息记录和再现。在全息记录过程中,利用BBO倍频晶体对入射激光进行倍频,将基波和谐波分光,并经时间延迟后进入迈克耳孙干涉仪,从而可应用波分复用技术,先后在CCD的一帧图像上记录两张具有不同空间频率的子全息图。采用这种方法,实现了对单脉冲飞秒激光激发空气电离的超快动态过程的全息记录,并通过数字傅里叶变换和数字滤波的方法,分别再现出每张子全息图记录的波前,从而获得了具有飞秒时间分辨的空气等离子体形成和传播过程的动态振幅和相位图像,其单次曝光时间为50 fs,曝光时间间隔为400 fs,相应的曝光频率约为2.5×1012f/s。     

Algorithm for Scheduling Variable-Length Messages in WDM Networks

In this paper, we develop and analyze a simple algorithm for scheduling variable length messages in WDM networks with a passive star coupler. We base our schemes on a star topology with centralized control and use a scheduling algorithm similar to the process management in UNIX system. Every node and message have a scheduling priority associated with them. By comparing our algorithm with random select algorithm, we find that significant improvement in performance can be achieved with very little extra cost.     

A Pixelized Variable Optical Attenuator Using Liquid Crystal on Silicon Technology for Tunable Filters

We apply liquid crystal on silicon (LCOS) in 0.8-$mUm standard complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology to demonstrate a low-cost, high-performance pixelized liquid crystal variable optical attenuator (VOA) with pulse width modulation. We then build a prototype tunable filter by using this VOA along with a grating in the Littrow configuration. With the application of 5-V pulse width modulation, the proposed VOA achieves a 5.6-dB insertion loss, a dynamic range of more than 20 dB, a 50-GHz channel spacing capability, and a polarization-dependent loss (PDL) of less than 0.6 dB at 15-dB attenuation. Our VOA is suitable for applications such as dynamic channel gain equalizers, channel-blocking filters, sub-components of re-configurable add-drop modules, and wavelength selectors.     

The improvement of Nyquist pulse shaping for all-optical OFDM system in multi-users network

The all-optical orthogonal frequency division multiplexing has a better spectral efficiency and a lower response requirement of modulators for high capacity transmission. In the system, the optical filter will degrade the performance of subcarriers which are far away from the center carrier. We proposed an improvement method of all-optical OFDM scheme using Nyquist pulse shape in the pulse source generator. Comparing a Nyquist shape pulse with a Gauss pulse in a 4 × 100 Gb/s DP-QPSK all-optical sampling OFDM system, the side lobe of transmitted spectrum can be effective suppressed, and the optical power will be more focused on the effective frequency band. By coherent receiver, the results show that the Nyquist pulse shaping can improve the OSNR and transmission performance of subcarriers which deviate mostly from the center frequency of optical filter. This improvement is of great benefit for multi-users system.     

一种基于星座恢复的相干光OFDM系统非线性抑制方法

鉴于相干光正交频分复用系统（CO-OFDM）易受非线性效应影响,严重制约系统传输性能, 提出一种基于星座恢复的降低系统峰均值功率比（PAPR）的方法。对系统模型及作用机理进行分析,仿真结果显示,以10 Gbit/s的速率通过单模光纤传输720 km,基于星座恢复的CO-OFDM系统Q值较无非线性抑制的CO-OFDM系统有3 dB提高;另外,系统最佳限幅比例系数受色度色散影响,随着色散因子的增大,星座恢复效果也逐渐减弱,在传输240 km条件下,色散因子为12 ps/nmkm较6 ps/nmkm,限幅比例系数从0.9降低至0.8。