串行级联脉冲位置调制码辅助的时隙同步技术

针对深空光脉冲位置调制(PPM)通信,基于最大期望(EM)定时误差估计原理,研究了一种基于串行级联脉冲位置调制(SCPPM)码辅助的光PPM时隙同步的解决方案。由于标准的SCPPM译码方法无法获得EM估计时所需的期望值,因此提出一种将SCPPM译码输出的软信息转换为PPM各时隙期望值的方法。由SCPPM译码输出先进行硬判决,再通过累加模块获得累加器状态;根据该状态选择下一个PPM映射方式,进而获得各PPM时隙的概率及期望;最后利用EM算法预测时钟偏差值从而获得最佳采样点。仿真结果表明,对于2倍PPM时隙频率的异步采样信号,当时钟误差在-0.5~0.5个PPM时隙范围内时,此方法能有效实现PPM时隙同步。     

星载激光对水下目标通信可行性研究

简要分析了通信信道中各传输介质的特性,确定了合理的传输介质光学参量。并根据一定的通信系统参量,利用蒙特卡罗方法模拟了水下目标接收信号的时间和空间分布。蒙特卡罗估计误差与平均值比值的上限小于0.3%。根据模拟的结果,得出了优化的接收系统采样时隙和接收望远镜视场角,进而计算了接收信噪比。在此基础上,基于激光脉冲的脉冲位置调制(PPM)方式和最大似然检测,计算出通信系统的误码率。研究结果表明,在较恶劣环境条件下,利用星载激光系统可以实现对水下目标的良好通信。     

光通信 其他

TN929.132006010667空间光通信PPM信号的软解调及其性能=Soft demodu-lation&performance of PPMinfree-space optical commu-nications[刊,中]/张江鑫(浙江工业大学信息学院,浙江省光纤通信技术重点研究实验室.浙江,杭州(310032)),胡宏飞∥光电子技术与信息.—2005,18(4).—42-46对光PPM信号的解调进行了分析,提出了PPM信号的软解调而不对脉冲位置作先期判决,并对软解调及其性能进行了分析,最后利用计算机对用APD接收且存在热噪下的空间光通信PPM信号的解调进行了模拟仿真。仿真结果说明软解调由于充分利用了光电探测器计数软信息…     

水下平台对卫星上行激光通信研究

在合理选择通信系统参量和通信信道参量的基础上,利用MonteCarlo方法模拟了卫星接收到的水下平台上行激光通信信号.分析了卫星接收信号的空间和时间分布特性,以及与望远镜接收视场角的关系,并计算了接收信号的信噪比,得出了3°望远镜视场角和15μs信号积分时间的优化参量.基于计算结果,根据激光脉冲的PPM调制方式和最大似然检测方法,计算了系统的通信误码率,同时分析了海气界面、云等传输介质对通信的影响.研究结果表明:根据文中给定通信系统参量,在典型海水、海气界面、云等环境条件下,卫星与激光信号中心水平距离5km范围内信号误码率10-4.因此位于水下60m的水下平台可能实现对卫星上行激光通信.     

水下平台对卫星上行激光通信研究

在合理选择通信系统参量和通信信道参量的基础上,利用Monte Carlo方法模拟了卫星接收到的水下平台上行激光通信信号.分析了卫星接收信号的空间和时间分布特性,以及与望远镜接收视场角的关系,并计算了接收信号的信噪比,得出了3°望远镜视场角和15 μs信号积分时间的优化参量.基于计算结果,根据激光脉冲的PPM调制方式和最大似然检测方法,计算了系统的通信误码率,同时分析了海气界面、云等传输介质对通信的影响.研究结果表明:根据文中给定通信系统参量,在典型海水、海气界面、云等环境条件下,卫星与激光信号中心水平距离5 km范围内信号误码率<10－4.因此位于水下60 m的水下平台可能实现对卫星上行激光通信.     

基于FPGA的紫外光DPIM调制系统设计

为了验证数字脉冲间隔调制（DPIM）在紫外光通信中应用的可行性,设计了基于FPGA的DPIM调制和解调系统。调制过程在锁存器的控制下,将串并转换后的数据输入比较器,并与计数值相比较产生DPIM调制信号;在解调端,利用计数器检测相邻光脉冲间的空时隙数,在锁存器的控制下,恢复得到原始数据。以16-DPIM为例,随机输入一组串行二进制数据,经过调制系统得到了16-DPIM信号;同样随机输入一个16-DPIM调制信号,通过解调系统恢复得到了原始数据。并在此基础上提出了一种新型的双幅度、定长DPIM调制方式,能更好地弥补DPIM符号长度不固定的缺陷。     

无线光通信中一种迭代解调的比特交织乘积编码脉冲位置调制

针对无线光通信脉冲位置调制(PPM)与信道纠错编码的有效结合问题,提出一种大气无线光通信乘积编码PPM新方案.将比特交织和迭代技术引入分组乘积编码PPM中,利用比特交织使信号衰落变得独立,并根据最大似然准则推导得到了弱湍流高斯级联信道下PPM软解调方法,将其与分组码的软输入软输出(SISO)译码算法相结合,进行解调译码...     

光栅法布里-珀罗腔干涉型水听器阵列中的时域串扰

光栅法布里-珀罗腔干涉型水听器系统内的时域串扰严重限制了其实际应用,因此,对系统内时域串扰的产生机理进行分析,讨论在相位产生载波(PGC)解调方法下干涉信号的幅度对其相位信息的影响,并制作了两组不同反射率光栅水听器进行对比实验。实验表明,高反射率(R=0.6)光栅系统时分串扰明显,串扰信号在满足PGC解调能力的基础上其相位信息不会明显衰减;低反射率(R=0.02)光栅实现了34dB的串扰抑制。进一步研究发现,低反射率光栅系统中的串扰主要由前端水听器单元外加信号引起的多普勒效应噪声和时分串扰噪声组成。     

大功率LED脉冲位置调制解调设计

脉冲位置调制是室内可见光通信的主要调制方式之一,它具有功率利用率高,频带利用率好,抗干扰性强的特点.为实现室内大功率白光LED照明通信,在分析PPM的原理基础上提出了一种改进的调制方式,给出了这种PPM符号的结构,并设计了大功率LED的驱动电路.其主要特点是由单片机直接输出帧同步信号加PPM信号,不设置保护时隙,其利用...     

脉冲位置调制对脉冲式光纤激光器调制速率的影响

脉冲式光纤激光器受到其重复频率的限制,导致其数据传输速率较低,严重影响了其在通信领域的应用。为了改善其性能并使其能更好地应用到通信领域,针对脉冲式光纤激光器的这种缺点,通过三种脉冲位置调制(PPM)调制方式对其进行调制并对其性能的影响进行了实验研究。通过改变三种PPM调制的调制位数脉冲时隙宽度对脉冲式光纤激光器的调制速率的影响以及三种PPM调制方式对脉冲式光纤激光器的输出功率误码率的影响进行了仿真研究。分析结果表明,单脉冲位置调制(L-PPM)调制方式最适合脉冲式光纤激光器,可以将重复频率为200kHz的脉冲式光纤激光器的调制速率提高到1.387Mbit/s,该结果有利于脉冲式光纤激光器在通信中的应用。     

Optical source linewidth criteria for heterodyne communication systems with PSK modulation

The performance of an optical heterodyne communication system is analysed for the cases of phase-shift keying (PSK) with synchronous electrical demodulation and differential PSK with non-synchronous demodulation. The combined effect on the system performance from the shot noise, quantum phase noise of the optical sources and the pulse shaping are considered. From the results, criteria are given for the maximum linewidth of the transmit and local optical sources to satisfy a given degradation in the optical receiver sensitivity.     

Research on FBG sensor signal wavelength demodulation based on improved wavelet transform

A new Fiber Bragg Grating (FBG) wavelength demodulation scheme is studied in the paper, which consists of an improved de-noising method and Gaussian fitting peak searching algorithm. The improved translational invariant wavelet without threshold adjust factor is proposed to get a better de-noising performance for FBG sensor signal and overcome the drawbacks of soft or hard threshold wavelets. In order to get a high wavelength demodulation precision of FBG sensor signal, this de-noising method is designed to combine with Gaussian fitting peak searching algorithm. The simulation results show that the wavelength maximum measurement error is lower than 1 pm, and can get a much higher accuracy.     

用于油气管道智能封堵的电磁双向通信技术研究

相对于传统的管内带压开孔封堵技术,高压智能封堵技术具有很大优势,应用前景广阔。而管内外通信技术是研发智能封堵系统的关键技术之一。针对智能封堵现场干扰强、通信速率要求不高,而金属管道对高频信号衰减大的特点,提出了一种基于频率调制和频域解调的管内外超低频电磁双向通信方法,并研发了相应的通信系统。该系统采用两个不同频率的超低频电磁信号分别表示码元0和1;发射线圈在MCU软件控制下发射频率调制的电磁信号,接收线圈将电磁信号转换为电信号;该电信号经过滤波、放大和高精度A/D采集,得到数字信号;将该数字信号送入MCU,通过实时对该数字信号作DFT,并搜索信号DFT幅度谱的最大峰值所对应的频率,来实现信号的解调解码。通过实验室模拟试验,验证了所研制的管内外电磁双向通信系统可完成向管内智能封堵器正确发送指令,同时将管内封堵器的动作状态返回地面控制单元,从而可保证管内智能封堵作业的准确可靠。     

一种低重频高码率紫外光通信方法和系统

针对低重频光源要实现高码率数据传输的问题,采用紫外激光器作为光源,研究了4-PPM调制解调算法,在FPGA上实时实现该算法,并由此构建了一套基于紫外激光器的紫外光通信系统。外场通信实验表明,在紫外激光器脉冲重复频率为20kHz的条件下,通信系统可实现码率高达40kbit/s的数据传输,误码率优于10-4。     

Sensitivity enhancement of NMR spectra of half-integer spin quadrupolar nuclei in solids using hyperbolic secant pulses

The experimental factors influencing the enhancements achievable for the central NMR transition, m(I)=1/2-->m(I)=-1/2, of spin-3/2 and spin-5/2 nuclei in the solid state using hyperbolic secant, HS, pulses for population transfer are investigated. In the case of powder samples spinning at the magic angle, it is found that the spinning frequency, the bandwidth and the frequency offset of the HS pulse play a crucial role in determining the maximum enhancements. Specifically, the bandwidth must be set to the spinning frequency for maximum signal enhancements. The (87)Rb NMR enhancement obtained for RbClO(4) using HS pulses was relatively insensitive to the magic angle spinning frequency; however, in the case of Al(acac)(3), the (27)Al enhancement increased with MAS frequency. In order to obtain an adiabatic HS sweep, one should optimize the rf field for a given pulse duration or optimize the pulse duration for a given rf field.     

基于单光子探测及脉冲位置调制的激光通信关键技术研究

为了实现高灵敏度的空间激光通信,并提高传输信道的抗干扰能力,将单光子探测技术和脉冲位置调制技术相结合,采用门控电路与反馈淬灭电路相结合的方式淬灭单光子探测器雪崩,设计了插入帧头法用于脉冲位置调制解调。用现场可编程门阵列进行了脉冲位置调制解调过程的仿真,验证了插入帧头法的有效性与可行性。在此基础上搭建了1 550 nm的脉冲位置调制激光通信实验,同时测试了单光子探测器在不同参数下的性能。结果表明,当探测效率为25%,触发延时为8.00 ns,门宽为5.0 ns,死时间为0.1μs时,单光子探测器性能最佳。最后测试了不同调制速率下单光子探测器的探测灵敏度,结果表明,当通信码速率为1 Mbps时,通信灵敏度为-51.8 dBm;当通信码速率为4 Mbps时,通信灵敏度为-41.0 dBm,实现了高灵敏度的空间激光通信。     

On estimating the center frequency of ultrasonic pulses

In this paper we propose a new technique for estimating the center frequency of the ultrasound pulse from records of backscattering noise. We start by considering that the conventional maximum frequency method can be seen as a filtering (differentiator) of the pulse spectrum magnitude followed by a searching for the zero-crossing value. The new approach replaces the differentiator by a Hilbert transformer. We show in the paper that the proposed method has less variance than the maximum frequency method. In particular, we analyse the performance assuming that the real cepstrum method is used for extracting pulse spectrum magnitude. We give an upper bound for the variance reduction when practical criteria are applied for fitting the cepstrum cut-off frequency. The analytical work is verified by real and simulated data.     

Photo-CIDNP MAS NMR beyond the T1 limit by fast cycles of polarization extinction and polarization generation

In nanosecond-laser flash photo-CIDNP MAS NMR, polarization generation (PG) proceeds much faster than longitudinal spin relaxation. With a nanosecond-laser setup linked to the NMR console the repetition time of the experiment is then limited by the minimum recycle delay of the NMR spectrometer and the maximum repetition rate of laser flashes. These limits can only be reached if polarization left after the NMR experiment is completely canceled before the next laser flash. We introduce a presaturation pulse sequence, based on three (pi/2) (13)C pulses and optimized timing and phase cycling that allows for such efficient polarization extinction (PE). The technique is demonstrated on selectively isotope labeled bacterial reaction centers (RCs) of Rhodobacter (Rb.) sphaeroides wildtype (WT). High-quality (13)C photo-CIDNP MAS NMR spectra are obtained using cycle rates up to 4 Hz. The PE-PG strategy proposed here provides a general experimental scheme for reduction of measurement time in magnetic resonance experiments based on fast PG.