基于随机共振的2PSK信号相干接收误码率的研究*

针对在信道环境恶劣的情况下,数字信号接收端的误码率较高的问题,提出一种基于自适应参数调节双稳随机共振系统降低误码率的新方法,得到了输入信噪比小于0db、相干解调接收二进制相移键控信号(binary phase shift keying,简记为2PSK)条件下,系统误码率与输入信噪比的仿真曲线。研究表明：通过非线性双稳系统的2PSK在输入信噪比达到-7.4db时较传统线性解调系统误码率可降低20.1%,这正是对2PSK信号在信道环境恶劣情况下传输的一个补充,对数字带通信号传输具有一定的参考价值。     

级联EDFA光纤传输系统级间损耗的优化

本文首先推导了给定传输距离条件下,单信道级联EDFA接收信噪比的一般表达式.分析表明,单信道情况下,EDFA的间隔越小,增益越低,信噪比越高.在此基础上,提出了“满足最小接收信噪比要求”的优化准则.对波分复用系统,我们提出了“使最小信噪比最大”的优化准则.实际模拟的结果证明了方法的可行性.采用此法可同时使信这间信噪比差别达到最小.     

基于脉冲激光在大气中传输的信道补偿

为了研究矩形脉冲激光在大气中的传输特性,建立了脉冲信号在大气中传输的数学模型,并提出了一种信道补偿算法。在相距6.2km的两栋高楼之间开展了100 MHz的矩形脉冲传输实验,并在FPGA编译软件上对信道补偿算法进行了验证。结果表明:脉冲信号经过大气信道后发生了畸变,大气信道在频域上表现为一个低通系统,抑制了大于430 MHz的高频信号。运用信道补偿算法后,脉冲畸变得到有效抑制,系统带宽得到拓宽,信号的信噪比提高了5倍左右;当光信噪比为10dB时,误码率降低为10-6。     

时间反演技术在通信多路径传输中的应用

由于信号多路径传输的存在,对于高速率调制的通信信号,传输质量往往会受到影响。因此研究了基于时间反演的通信多路径信号传输算法,通过运用时间反演迭代技巧,在已知空间多路径传输函数的前提下,通过发射时间反演信号,使得信号在接收端聚焦,最终得以提高多路径信道环境下的信噪比,优化了信号波形,降低了误码率,明显减轻了定点通信中多路径传输带来的影响。通过多路径传输注入式实验,验证了算法的有效性。     

浅海脉冲声传播及信道匹配实验研究

进行了浅海声信道中低频脉冲压缩和信道匹配的理论和实验研究。实验中通过脉冲压缩,实现了超过110 km的高信噪比信号接收,信噪比时间增益与理论分析结果一致;信道实测时间相关半径超过了500 s;信道匹配处理提高了实验脉冲信号检测信噪比(信道匹配增益),基本消除了多途对脉冲信号检测信噪比的影响,且信道匹配增益可以进行理论预报。实验表明,脉冲压缩可有效增加浅海低频声脉冲的传输距离,信道匹配可用于消除多途对脉冲信号检测信噪比的影响。     

基于ARM和DSP的移动通信系统信道编解码设计

目前高校通信类专业所用实验设备主要完成调制、交织、信道编码和系统信令实验,较难配合3GPP标准来完成教学和科研及课程设计及毕业设计的任务。在充分研究3GPP标准文档后,在自主开发的ARM和DSP单板上完成了3G系统及4G系统的信道编解码。文中对单板结构进行了研究,对物理层协议的信道编解码功能及算法的具体实现进行了研究,包括CRC校验,卷积编码,viterbi解码,速率匹配,交织,信道复用以及传输信道到物理信道的映射等。较好地配合了教学和科研工作,对3GPP标准的演进过程的跟踪教学与研究也有一定作用。     

基于相位调制偏振态QKD系统的量子信道校正发送方案

提出了一种基于相位调制偏振态QKD系统的量子信道校正发送的新方案—采用波导型相位调制器研制成电控连续可调光学相移器,它可随相位调制器输入电压的连续改变而产生连续的相移,从而控制输出的偏振态;在其前放置一个半波片,即可校正接收端偏振态量子态在信道中所发生的改变,从而保证信道传送密钥的可用性.通过理论推导和实验研究验证了基于相位调制偏振态QKD系统的量子信道校正发送方案的核心部件的可行性.由于本方案能实现高速调制（GHz）,为解决光纤传输的偏振编码QKD系统中偏振态漂移问题提供了一种新的途径.     

结合卷积神经网络的浅海有源探测信道匹配

信道匹配方法在有源探测领域是一种重要的提升检测信噪比的方法。针对非确知海底参数环境下的有源探测信道匹配问题,提出一种结合卷积神经网络进行信道匹配的算法。该算法基于海底参数扰动开展声场仿真生成卷积网络训练数据;首先通过分类网络将信号按照海底底质类型分类,在每个分类区间内采用单独的卷积网络反演海底参数;然后结合声场模型估计信道传递函数,进行信道匹配,从而在非确知环境下抑制多途影响,提升回波检测能力。仿真与实验结果表明,该算法能够在不确知海底环境条件下,有效估计信道传递函数,实现信道最优化匹配,在实验条件下可提高回波检测信噪比4 dB左右。相比传统方法,该算法可以在海底参数不确知条件下对低接收信噪比的信号实现信道匹配,同时不需要高信噪比的实验参考信号,有效提高了信道匹配方法的环境宽容性。      

双向大气信道激光传输的信道互易性研究

在大气信道激光传输中,大气湍流对系统性能会产生较大影响,主要体现为降低传输速率和增加误码率。在具有信道互易性的双向激光传输链路中,两终端光斑信号强度的变化相关,可以在终端提取信道状态信息,以对信道影响进行补偿,从而提高传输速率。本文首先在弱湍流条件下,根据Rytov近似理论推导了平面波双向传输链路接收到的光斑信号的相关系数与传输路径的关系,并给出解析式。结果表明,两终端接收的光斑信号的光通量具有相关性,且相关系数与传输路径有关。进一步搭建了双向收发共轴激光传输系统,并进行了外场试验,试验结果不仅验证了双向大气信道激光传输链路具有互易性,且两接收端光斑信号光强的实时变化趋势相同。本文结论对实现大气信道高速率、低误码率激光传输具有重要意义。     

一种新型基于并行光传输的HDMI线缆的研制

 介绍了一款基于并行光纤通信技术的高清视频信号(high-definition multimedia interface, HDMI）传输线缆的研制技术方案。这种新型HDMI线缆采用垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL）阵列作为发射端,光电探测器（photodiode, PD）阵列作为接收端,两者之间采用多模光纤阵列互连,通过将电信号转变为光信号传输解决了铜缆损耗对电信号传输速率和传输距离的限制。与铜缆HDMI线相比,这种新型HDMI线能够以4信道×3.4Gbps的传输速率实现长达300m的传输距离,为当前高清视频信号和下一代超高清视频信号远距离传输提供了可行的技术方案。     

无线光码分多址中一种改进的盲多用户检测算法

干扰消除是无线光码分多址(CDMA)通信系统中的一项关键技术。分析了基于递归最小二乘(RLS)算法的盲多用户检测算法的原理及性能,并将其应用于采用光正交码的无线光CDMA系统中。讨论了该系统中遗忘因子的选取原则及其对算法的收敛性和系统误码率性能的影响。为了克服固定遗忘因子所带来的矛盾,提出了一种改进的变遗忘因子RLS盲多用户检测算法,并对遗忘因子进行了修正。结果表明,采用改进的方法后系统能获得较快的收敛速度和跟踪速度,收敛时的估计误差也较小,而且信号干扰比由传统算法的6dB提高到9dB。说明采用变遗忘因子的RLS算法不仅适合于采用光正交码的无线光CDMA系统,而且跟踪期望用户信号的性能良好。     

大气闪烁对无线光CDMA通信系统性能的影响

将光CDMA技术应用到无线光通信中。提出了基于脉冲位置调制的二维大气无线光CDMA通信系统，并分析了该通信系统的性能。考虑多用户干扰、APD噪声以及热噪声等干扰因素的影响，采用数值分析的方法，详细分析了大气湍流引起的大气闪烁对二维无线光CDMA通信系统误码率的影响。结果表明，大气闪烁是影响二维无线光CDMA系统误码率性能的一个重要因素；当大气闪烁的对数方差较小(如σ2s=0.1)时，该系统可以实现高速率通信；当大气闪烁的对数方差较大(σ2s≥0.2)时，在有限的光功率条件下，该系统难以实现通信，需要采用信道编码技术来提高系统的误码率性能。     

卫星振动对星间光码分多址系统性能的影响

卫星振动是影响星间光CDMA通信系统性能的一个重要因素.考虑多用户干扰、背景光噪音、热噪音、接收机噪音和卫星振动,给出了基于PPM信号格式的星间二维光CDMA通信系统的系统模型.采用数值分析的方法,详细分析了卫星振动对该系统误码率性能的影响.结果表明,码速率、通信波长和卫星振动都会影响星间二维光CDMA通信系统的误码率性能.当卫星振动标准偏差σ≤4×10－7时,卫星振动对系统误码率性能的影响较小;当卫星振动标准偏差σ≥1.2×10－6,卫星振动对系统误码率性能的影响很大,得到的误码率难以满足系统的通信要求,需要采用卫星振动抑制或补偿等技术提高星间二维光CDMA通信系统的误码率性能.     

Spectrally Efficient 3D Optical CDMA Using Coherent Spatial Phase–Time Coding/Decoding

We demonstrate a WDM compatible optical CDMA system incorporating 3D spectral phase–time encoding/decoding. We provide coding and decoding using binary [0, π] phase chips for six users at 6 Gb/s, with a single coded signal separated with an acceptable bit-error rate ≤10 ^?9. The coding and decoding method is based on 3D coding of tightly spaced phase-locked laser lines that is compatible with conventional WDM networking. In optical CDMA systems, we propose to provide encoding and decoding done by converting Hadamard codes (used for conventional CDMA system) to the phase codes. We report that duo-binary modulation format is the best with adequate bandwidth compression. We confirm that better simulation results are reached in terms of the Q factor and bit error rate.     

Turbo码对快跳频光码分多址系统性能的改善

在考虑多用户干扰、色散效应和差拍噪声的情况下,分析了Turbo码对二进制脉冲位置调制(BPPM)的快跳频光码分多址(FFH OCDMA)系统性能的影响.在均匀交织器的情况下,用Turbo码的条件重量枚举函数得到了该系统的误码率的上界.数值模拟表明,Turbo码对FFH OCDMA系统的误码率性能有明显的改善,并且随着用户数的提高,Turbo码对误码率的改善程度也随之提高.也就是说,在一定的误码率性能要求下,Turbo编码的FFH OCDMA系统增加了同时使用的用户数.     

Hybrid Wavelength and Code Division Multiple Access in Optical Networks

A review of schemes for multiple access in fiber optic networks shows that a hybrid of wavelength and code division multiple access (WCDMA) combines the best features of both. In particular, the hybrid scheme retains the large information carrying capacity of wavelength division multiple access (WDMA) and flexibility of code division multiple access (CDMA). In this paper WDMA, optical CDMA (OCDMA), and WCDMA networks are discussed. In OCDMA networks, concept of incoherent and coherent coding including inverse decoding and matched filter is introduced. The delay performance of both WDMA and WCDMA networks, under the simple suboptimum access protocols based on cyclic search, is computed. It has been shown quantitatively that tuning delay significantly affects the delay performance of both WDMA and WCDMA networks. Futhermore, delay performance of WCDMA networks is always better than the WDMA networks for the same tuning delay, load, and number of users.     

Performance enhancement using the bipolar capacity of bipolar coded fiber Bragg gratings and balanced detection in the spectral encoded code-division-multiple-access systems

This paper proposes a performance-enhanced code-division-multiple-access (CDMA) system using modified pseudorandom noise (PN) coded fiber Bragg gratings (FBGs) with a bipolar optical CDMA encoder/decoder. The data were encoded either by a unipolar signature sequence of modified PN code or by its complement, depending on whether the data bit was ‘1’ or ‘0’. Numerical simulation confirmed that bit error rate (BER) performance largely improved due to the increased decision margin at the receiver. Furthermore, at the BER of 10⁻⁹, the tolerance of spectral power distortion in the optical source appeared to be nearly twice that of conventional optical CDMA systems.     

Minimizing performance loss of MMSE algorithm for CDMA-based O-MIMO-OFDM

This paper presents an algorithm to minimize the performance loss (PL) of minimum mean square error (MMSE) in code division multiple access (CDMA) based optical multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing (O-MIMO-OFDM) systems over 1200 km of standard single mode fiber (SSMF). The performance of the system using proposed algorithm scheme is compared to MMSE scheme by simulation results. It shows the superior performance of proposed algorithm.     

Design and performance analysis of various one dimensional codes using different data formats for OCDMA system

In this paper, the design, implementation and performance analysis of various one dimensional codes in an OCDMA system for different data formats is presented. A number of different codes are used with optical CDMA to improve its error performance. Here, three such codes, optical orthogonal codes (OOC), Walsh Hadamard codes and zero cross-correlation (ZCC) codes have been compared using different data formats, NRZ raised cosine, NRZ rectangular, RZ raised cosine and RZ rectangular. It is found that NRZ raised cosine has the best system performance for all the codes used. After that, the three codes have been compared in terms of the BER, eye diagrams and received optical power using NRZ raised cosine modulation format. It is analyzed that ZCC codes have zero cross-correlation property. The simulation results revealed that ZCC codes can provide a better BER compared to the OOC and Walsh Hadamard codes and it is most suitable to be employed in the OCDMA systems.     

一种混沌扩频序列的产生方法及其优选算法

提出一种基于组合映射模型产生混沌扩频序列的方法. 根据扩频序列的特性要求和多址干扰性能指标,给出了一种混沌扩频序列的优选算法;将得到的优选序列应用于直扩码分多址系统,在不同信道条件下进行仿真,并与优选的Logistic混沌扩频序列进行性能比较,结果表明本方法产生的混沌扩频序列具有和Logistic混沌扩频序列相近的良好性能,而且保密性更好. 关键词： 码分多址 优选算法 多径信道 误码率