基于ARM+DSP的3GPP移动通信系统标准MAC层设计

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UE,NODEB,RNC的协议开发及4G系统的终端及网络侧的协议开发。文中对MAC层协议的功能及算法的具体实现进行了研究,包括MAC的发送控制、接收控制、业务量测量等MAC主要功能。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。     

40 Gb/s超短光脉冲序列的四相编解码实验研究

采用3码片的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)作为编/解码器,该编/解码器光栅包含3段子光栅(空间码片),在相邻的空间码片的边界处存在离散的四相相移(0,π/2,π,3π/2)。利用四相编解码所具有的良好自相关和互相关特性,成功实现了单信道速率高达40 Gb/s,码片速率高达240 Gchip/s的全光编解码实验。据我们所知,这是利用光纤布拉格光栅作为编/解码器的全光码分复用(OCDM)系统所达到的最高单信道传输速率。理论计算和实验结果表明了利用超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)实现多相高速全光编解码的可行性。这样高速的全光编解码可以应用于光码分复用系统和分组交换网络。     

抑制信道间干涉的40 Gb/s光码分复用系统

成功演示了码片速率高达280 Gchip/s的全光编解码,编解码光栅是采用"等效相移"方法制作而成的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG).考虑和分析了信道间干涉,实验验证了40 Gb/s×2的光码分复用(OCDM)信号复用.引入非线性光学环镜(NOLM))来抑制信道问干涉,利用非线性光学环镜的非线性开关特性将解码输出脉冲的宽度由7.7 ps压缩至3.8 ps,并同时有效的减小了干扰噪声,进而提高系统性能.理论计算和实验结果表明了采用超结构光纤布拉格光栅和非线性光学环镜实现高效编解码的可行性.高速的全光编解码可以应用于点到点的光码分复用系统以及光标签交换网络.     

信道编码中交织器的盲识别

研究了分组交织、卷积交织和螺旋交织三种交织器参数盲识别模型,结合秩准则算法与高斯约当消元法,对于各交织器的交织深度、交织宽度、交织偏差、交织步长等参数的盲识别进行了分析,并进一步基于解交织理论和软信息,提出了一种盲解交织的通用方法,提高了算法的实用性和可行性,使其更适用于实际信道。通过仿真实验,验证了在较高误码率下三种交织参数盲识别算法的有效性和抗噪能力。     

空间光通信自适应编解码技术研究

空间光通信受到大气湍流影响的衰落时间可持续数毫秒,严重影响通信系统的可靠性。提出了一种适合于空间光通信的自适应编解码方案,并且给出了具体的实现方法。针对信道当前不同的状况,采取不同的编解码方案降低系统的误码率。并且采取阈值切换的方法,避免了由于信道状况在设计阈值周边波动时出现的编解码方案频繁切换的现象。经过MATLAB仿真,验证了该方案的可行性。     

基于频分信道双极性光码分多址实现研究

提出了采用光纤法-玻滤波器与电吸收调制器实现频域幅度编解码的频分信道双极性OCDMA系统方案.推导了系统模型理论公式,分析了系统信噪比对接收端探测误差、不同编解码系统和传输信道对系统性能的影响.仿真结果表明：比较高的信噪比有利提高接收端探测效果;系统容纳用户能力增强;系统有良好的相关特性;20 km的SMF搭配300 m的DCF传输系统明显优于20 Km的DSF传输系统.     

基于改进的VCFR物理层上行共享信道估计方法研究

针对DFT的信道估计算法不能解决由于信道信息能量在时域的拓展造成误去除有效信号径而导致的性能下降问题,研究了一种通过添加虚拟频率响应的信道估计算法[7]。然而这种方法不能满足LTE物理层上行共享信道复杂的环境。故提出了一种采用新的窗函数和差异化去噪策略的改进的添加虚拟频率响应的信道估计算法。该算法具有较高的频带利用率,高速率传输能力和多路径衰落影响小等优点,所以在无线通信系统中得到了广泛的应用。理论分析和仿真验证表明,该算法能够有效地提高信道估计精度和系统性能,使得系统的误码率最大约提升2个dB左右,系统吞吐量较3GPP协议所要求的提升约4dB左右。     

低成本啁啾脉冲光源用于光码分多址系统的优化改进

低成本脉冲光源应用于光码分多址系统,有助于光码分多址系统的实用化进程。对实用化的啁啾脉冲光源应用于光码分多址系统进行了优化改进。研究啁啾脉冲光源本身啁啾的消除即压缩啁啾脉冲对编解码性能的提升作用。针对通常实用的啁啾脉冲光源的谱宽相对较窄而不能充分覆盖编解码频谱的现实,研究利用编解码器频谱的半边带进行编解码以改善解码性能的效果。仿真和实测数据表明,对啁啾脉冲进行消啁啾、压缩脉宽有助于提高编解码性能;利用编解码频谱的半边带进行编解码能够更加充分利用光源频谱,编解码性能进一步得到优化。研究结果表明消啁啾和半边带能够改进啁啾脉冲光源用于光码分多址系统的有效性。     

大气湍流对空间激光通信跟踪系统的影响

基于大气信道内的空间激光通信演示验证实验,对系统光斑跟踪精度的影响因素进行了分析,研究了大气湍流对光斑跟踪精度的影响,建立了光斑质心检测模型,设计了一套信标光光斑粗精复合跟踪系统.搭建了室内测试实验系统,完成了大气湍流对光斑跟踪精度影响的测量,结果表明在中弱湍流时,跟踪精度随湍流增大有近似线性关系,系统整体跟踪精度在5~15μrad之间,可较好地完成光斑跟踪功能.在野外环境开展的飞机-飞机激光通信演示实验中,对伺服系统的跟踪性能及跟踪精度进行实际测量,整体跟踪精度不大于15μrad,与室内实验测试系统基本一致.     

基于3G-ASCX的小型飞行器异常导航信号检测系统设计

传统方法在异常导航信号信噪比较低时对小型飞行器异常导航信号的检测效果不理想。设计并实现了一种基于3G-ASCX的小型飞行器异常导航信号检测系统,硬件设计时着重于ASCX传感器模块、异常导航信号检测模块、主控基站模块、3G/GPRS传输模块的研究,3G/GPRS传输模块的硬件设计中,通过功耗低体积小的CC1100完成异常导航信号的收发,传输过程中通过芯片STC12C5410AD完成电容的平衡转换,选取了MC3486进行电压的转换,最终实现异常信号数据的安全快速传输;软件设计中,系统软件流程设计及异常导航信号检测模块软件设计,最后进行仿真实验,实验结果证明,相比传统系统,所设计系统检测到的小型飞行器异常导航信号同实际测量的异常导航信号具有较高的匹配度,与实际值相比,误差小于1dB,适合推广使用。     

Joint physical network coding and LDPC decoding for two way wireless relaying

In this paper, we investigate the joint design of channel and network coding in bi-directional relaying systems and propose a combined low complexity physical network coding and LDPC decoding scheme. For the same LDPC codes employed at both source nodes, we show that the relay can decode the network coded codewords from the superimposed signal received from the BPSK-modulated multiple-access channel. Simulation results show that this novel joint physical network coding and LDPC decoding method outperforms the existing MMSE network coding and LDPC decoding method over the AWGN and complex MAC channel.     

多层次物理实验教学体系设计的探讨

设计合理而独特的、与科技发展相适应的物理实验体系,是目前物理实验教学研究的重点和难点。本设想通过综合分析各院校的物理实验体系,结合各专业课的特点,向现代就业趋势靠拢,设计多方位的物理实验体系。由于教学时数的限制,将实验体系分为：必修型、综合选修型、科研毕业设计型三大系列。     

科研与实验教学相结合的探索与实践

大学物理实验课程包括基础性实验、综合性实验、设计性实验等从低到高、从基础到前沿、从传授知识到能力培养的完整教学体系,在培养学生科研素质与能力等方面有着其他课程教学不可替代的作用.本文探索教学与科研的结合,更好地培养学生的实践能力、创新能力以及科学研究的思想与方法.     

雾对大气激光通信系统的影响及克服方法

分析了雾产生的原因、相关数学模型及其对大气激光通信系统的影响.为了克服雾对无线光通信链路的影响,将LDPC码作为信道编码应用到大气激光通信系统中,并结合置信传播迭代译码算法和副载波PSK强度调制方案,在有雾的大气信道中进行了仿真.仿真结果表明：LDPC码具有优越的纠错能力,并获得了较大的编码增益,该方案可以满足大气激光通信系统的需要.     

雾对大气激光通信系统的影响及克服方法

分析了雾产生的原因、相关数学模型及其对大气激光通信系统的影响.为了克服雾对无线光通信链路的影响,将LDPC码作为信道编码应用到大气激光通信系统中,并结合置信传播迭代译码算法和副载波PSK强度调制方案,在有雾的大气信道中进行了仿真.仿真结果表明:LDPC码具有优越的纠错能力,并获得了较大的编码增益,该方案可以满足大气激光通信系统的需要.     

低密度奇偶校验码在光通信中的性能

低密度奇偶校验码(LDPC)不仅有逼近香农限的良好性能, 而且译码复杂度较低, 结构灵活, 是近年信道编码领域的研究热点, 在光通信系统中有广泛的应用前景。针对非规则Tanner图上构造的低密度奇偶校验长码具有良好的性能, 以及其在光通信系统中的应用, 构造了几种LDPC码, 并采用置信传播(BP)译码, 在加性高期白噪声(AWGN)信道、二相移相键空(BPSK)调制下进行了计算机仿真。根据规则LDPC码和非规则LDPC码的误码率(BER)和FER曲线, 对规则码和非规则LDPC码在编译码方面以及性能方面作了分析和比较, 进而对构造在光通信系统中具有实用价值的LDPC码提出了看法。通过理论分析与仿真结果表明LDPC 码型具有良好的性能, 可以节省硬件开销, 比较适用于光通信系统中, 可作为超强前向纠错码型的候选码。     

基于USB总线的通用武器仿真系统设计与实现

为综合航电仿真系统和工程任务需求设计实现了一种通用武器仿真系统。采用综合式的系统架构,1553B总线和离散量I/O信号采用分立式,数字仿真模块采用联合式,共同实现武器系统的仿真,减少了系统硬件资源的消耗;使用USB总线作为计算机控制、通信总线,解决了设备即插即用和热插拔的问题。提出了系统总体设计、硬件实现、软件配置和工作流程,给出了系统硬件的框架结构、软件架构,对系统的驱动、编码解码、接口控制文件(ICD,Interface Control Document)类型和人机交互界面进行了讨论。     

应用费希尔信息量评价函数的波前编码系统设计

在兼顾图像恢复能力的基础上,将不同物距下点扩展函数相似性的评价函数费希尔信息量(Fisher Information,FI)应用到波前编码实际光学系统相位板的优化设计中。在焦距和孔径之比为3、有效焦距为100 mm的无穷远成像的双胶合系统的基础上,设计得到了双胶合-波前编码系统。通过解码前后的点扩展函数模拟和实验结果表明,该系统在5 m到无穷远的物距范围内很好地调制了系统的点扩展函数,使得它对物距不敏感。最后通过对位于5 m,10 m和15 m的三人分别进行传统双胶合成像和双胶合-波前编码系统的成像实验对比,有力地证明了双胶合系统的清晰成像的物距范围从10 m到无穷远扩展到5 m到无穷远,这使得光学系统景深得到很大的延拓。     

Iterative decoding algorithm using attenuated information in PMR with bit-patterned medium

In this paper, a low-density parity check (LDPC) coding and iterative decoding system is studied in perpendicular magnetic recording (PMR) with a bit-patterned medium. We propose the efficient iterative decoding algorithm attenuating reliability information, and evaluate the sector error rate (SER) performance of the LDPC coding and iterative decoding system by R/W computer simulations. It is clarified that the proposed systems provide better SER performances than that of the conventional system at an areal density of 1 Tbit/in² and can also prevent the error floor which appears in the performance of conventional system.