用QPSK数字化改造模拟微波系统的实践

剖析了QPSK与QAM的实质区别,介绍了福建宁德台采用QPSK调制方式、利用模拟微波天馈系统加装数字微波传送模块实现广播与电视信号数字化与高品质传输的一个实例.该系统经济、有效、可靠,适用于多套广播与电视的微波传输.     

全数字BPSK/QPSK解调器原理和应用

详细阐述了全数字BPSK/QPSK调制解调器的原理。对实现数字锁相环(DPLL)所面临的各种问题:误差信号提取、相位跟踪及环路滤波等进行了详尽的说明。由于这种技术可以使解调器省去硬件VCO,解调器大部分都是用软件实现的,因此采用该技术实现的解调器不仅设计灵活、可靠性高、性能好,而且还可以降低对接收机本振精度的要求,很适合于小容量数字通信。目前该技术在国外通信系统中广泛应用。     

基于QPSK的波长移位单纤双向系统仿真性能研究

采用单纤双向系统是实现光纤通信系统扩容的有效解决方案。文章提出了采用波长移位技术降低单纤双向传输系统中的反向瑞利散射的方案,并介绍了采用OptiSystem仿真软件搭建的基于QPSK(正交相移键控)调制方式的双向传输系统仿真模型。仿真结果表明:在最优发射功率为3dBm、传输距离为360km的情况下,双向传输系统比传统的单向传输系统Q值提高了1.5倍,误码率降低到10-170,同时,满足Q6的最大传输距离可达1 600km。研究表明,单纤双向系统在传输容量相同的情况下,较之于传统单纤单向系统可以少用一根光纤,其传输性能也有所提升。     

基于DSP实现的100 Gbit/s DP-QPSK系统相干接收技术

对100 Gbit/s 偏振复用-正交相移键控（DP-QPSK）系统中使用数字信号处理（DSP）技术同时实现对光信号色散补偿、偏振解复用和相位估计的方案进行了讨论,并采用OptiSystem 9.0软件对该方案的效果进行了验证,仿真结果表明该技术方案实现简单且可靠性高,对优化相干光检测硬件有参考意义。     

相干光正交频分复用系统偏振模色散研究

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)具有良好的色散抑制性能及简单有效的信号均衡算法,是近年来光传输领域的研究热点之一。偏振模色散严重影响高速传输,色散均衡复杂,计算负荷较大。文章介绍了一种基于偏振复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)和偏振分集接收(Polarization Diversity Receiver,PDR)的CO-OFDM系统(MIMO CO-OFDM),可有效实抑制一阶PMD,并对系统信号传输机理及均衡算法以进行了数学分析。分析和仿真结果表明,在不需任何偏振控制器条件下,CO-OFDM系统可实现偏振光的不敏感接收,以10Gb/s的速率通过单模光纤传输800km,系统Q值保持在15dB以上。     

基于偏振调制器的光学CDMA系统安全性改进研究

为提高光学码分多址(CDMA)单用户的安全性,提出了基于单个偏振调制器(PolM)实现光码移键控(CSK)信号产生的方案,阐述了其工作原理并进行了仿真和实验验证。仿真结果表明,采用平衡检测器的CSK系统接收机灵敏度较开关键控(OOK)系统高4.1dBm;实验结果表明,采用单端接收的CSK系统最低误码率(BER)为1.15×10-8,引入光阈值器件后系统BER降低到4.02×10-11,即实现了背靠背无误码传输。基于速率级能量检测的窃听实验表明,CSK系统可以抵抗速率级能量检测的窃听者。     

相干接收技术在低速ULH系统中的应用研究

对DP-QPSK(偏振复用正交相移键控)调制和相干接收技术在低速系统中的应用进行了研究,实现了2.67Gbit/s速率的实时传输。实验结果表明,DP-QPSK调制和相干接收技术对无中继ULH(超长跨距)光传输系统的OSNR(光信噪比)容限有优化作用。     

QPSK载波同步算法研究及FPGA实现

研究了基于工程应用的四相松尾环实现QPSK载波恢复算法、并分析了噪声对该算法的影响及该算法在FPGA上的实现。通过对锁相环分析,详细介绍了松尾环和环路滤波器的工作原理,并分别给出了System Generator的实现方法。实验结果表明使用松尾环能够在小信噪比情况下很好的实现载波同步,并且该种算法还能很容易的推广到MPSK载波恢复环路中。     

数字信号处理算法在相干光通信系统中的应用研究

相干检测法促进了光纤通信系统的发展,但也存在着色散效应、频率偏移等多种问题。将数字信号处理算法应用到相干光通信系统中,可以有效的解决相干检测中存在的问题。本文先对相干光通信的基本工作原理进行介绍,再重点探讨数字信号处理算法在相干光通信系统中的应用。     

相干光正交频分复用系统中的一阶偏振模色散研究

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)以其较好的色散抑制性能和简单有效的信号处理技术,是近年来光传输领域的研究热点。对于高速CO-OFDM传输系统,偏振模色散(Polarization-mode-dispersion,PMD)带来OFDM信号展宽及输出偏振态的不同,严重影响系统传输性能。文章对一阶PDM影响下CO-OFDM系统(PMD-CO-OFDM)的数学模型和作用机理进行分析,并通过仿真加以验证。结果表明,一阶PMD效应对OFDM信号附加与子载波频率相关的余弦因子,降低系统传输性能,通过信道均衡可有效去除此影响;另外,PMD效应一定程度上减弱子载波相关性,可抑制系统光纤非线性效应,在不考虑色散条件下PMD-CO-OFDM系统以10Gb/s的速率在单模光纤传输240km,差分群时延为50ps时较30ps系统Q值提高约0.2dB。     

天线振动对数字无线通信系统影响机制研究

振动会造成天线相对位置变化,产生干扰信号,导致通信质量下降.基于振动天线辐射理论模型,定量分析了四进制相移键控(quadrature phase shift keying,QPSK)系统天线振动对通信性能的影响,推导了QPSK系统天线在振动条件下系统误符率(symbol error rate,SER)公式,并通过计算机...     

星地激光通信中光学数字相干接收机的研究

光学数字相干接收技术在星地激光通信中具有广泛的应用前景。本文以窄线宽DFB激光器作为光源,采用自动频率控制环路,结合光学混频和数字信号处理技术,实现了最高速率为1.25 Gbps的相干光通信。实验结果表明,自动频率控制环路能够将信号光和本振光之间的频率差实时控制在10 Hz以内,光学混频器输出的I、Q两路信号相位差能够长时间稳定保持90°,基于FPGA的载波相位补偿技术能够有效修正自动频率控制环路的相位残差,在误码率为10-6条件下,该接收机的灵敏度优于每比特54个光子。     

基于科斯塔斯锁相环的光学零差相干接收技术

零差相干光通信能够实现极高的通信速率和接近量子极限的灵敏度,是新一代空间通信领域极具潜力的通信体制。以窄线宽激光器作为本振源,结合90°光学混频技术和科斯塔斯光学锁相环技术,实现了信号光的零差相干接收。试验结果表明,信号光和本振光经过90°光学混频后I、Q两路信号相位差保持90°,科斯塔斯光学锁相环可以长时间实现信号光和本振光之间的相位锁定,接收速率为2Gbps的二进制相移键控(BPSK)信号,试验结果表明,该接收机能够很好地实现基带信号解调。     

基于偏振复用的单边带光生毫米波传输系统的研究北大核心CSCD

光子辅助的毫米波通信因其超带宽优势在下一代宽带无线接入网中有着广泛的应用前景,本文基于单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(dual-polarization Mach-Zehnder modulator,DP-MZM)的光路结构产生了频率稳定的偏振复用毫米波信号,联合VPI与MATLAB仿真环境对单边带(single sideband,SSB)偏振复用四相相移键控(polarization-division-multiplexing,PDM)quadrature phase shift keying,QPSK、16阶正交幅度调制(16-ary quadrature amplitude modulation,16QAM)和32阶正交幅度调制(32-ary quadrature amplitude modulation,32QAM)信号分别实现了70 km、65 km与50 km的有效传输,并结合概率整形(probability shaping,PS)技术在28 GHz波段上,以相同净比特传输速率对比分析了均匀16QAM与PS-16QAM,均匀32QAM与PS-32QAM的SSB矢量毫米波(millimeter wave,MMW)信号在光纤传输条件下的误码率(bit error rate,BER)性能。仿真结果表明:在相同净比特速率,以硬判决阈值3.8×10^(-3)为判断条件,在普通单模光纤(single-mode fiber,SMF)传输系统中,PS-16QAM/32QAM信号光功率约有0.3 dBm的提升,非线性光纤(nonlinear fiber NLF)传输系统中,PS-16QAM信号光功率约有0.8 dBm的提升,PS-32QAM信号光功率约有0.5 dBm的提升,结果表明:经过PS后的MMW信号光纤传输性能有明显改善。     

一种反射式电光调制器及其在同步零差相干系统中的应用

提出一种新型反射式电光调制器。为了验证反射式电光调制器在同步零差相干系 统中的 作用,采用OptiSystem14.0软件搭建了一个40Gbit/s偏振复用的QPS K系统。实验结果表 明,本文系统可以较好地接收信号,完成信号的调制与解调,解决了光锁相环问题。 反射型电光调制器在系 统中的性能优越,有利于实现同步零差相干接收,对实际工程中应用反射式电光调制器 具有参考价值。     

Square m-QAM相干光通信系统的载波相位估计算法

基于Viterbi-Viterbi算法原理,提出了一种适用于Square m-QAM相干光通信系统载波相位估计的改进算法,能够充分利用所有符号的相位信息进行载波相位估计.仿真分析表明,改进算法比现有其它算法复杂度更低,相位噪声容限更大,当BER=10-3、SNR代价为2dB时,16-QAM和64-QAM允许的激光线宽分别为1.1MHz和0.25MHz.     

微波高速QPSK 调制电路设计

介绍了微波高速正交相移键控(QPSK)调制器电路的设计和制作。电路采用环形调制电路形式,由环形肖特基二极管堆和微波宽带巴伦结构组成。利用高速发射极耦合逻辑(ECL)差分电路驱动,在误差矢量幅度(EVM)为5%时,在X 波段可实现调制码速率达500 Mbit/ s。通过电路优化以及补偿设计,可实现较高的电路性能。经产品测试,在X 波段,转换损耗小于12 dB,幅度和相位一致性小于±0. 25 dB 和±2°,载波抑制优于-38 dBc。该设计结构简单、精度高、可靠性高,对微波高速调制电路工程应用具有一定的参考意义。     

Square m-QAM相干光通信载波相位估计性能研究

基于前馈载波相位估计算法,研究了square 16-QAM调制相干光纤通信系统的载波相位估计性能,进一步证明了当存在相位噪声时square m-QAM调制并非QAM调制最佳星座图的原因。仿真计算结果显示,由于square 16-QAM调制星座图中星点之间相位距离分布不均匀,引起载波相位估计中出现连续相位跳变,导致载波估计性能劣化,系统误码率增大约2～3倍。     

一种基于非对称MZI的光偏振复用解调技术研究

提出了一种基于非对称马赫增德干涉仪(MZI)的光偏振复用解调方案,使用VPI transmission Maker搭建了100Gb/s的DQPSK偏振复用传输系统,使用基于非对称MZI的光电探测模块对信号进行解调.仿真结果表明:信号经过背靠背和100km传输后,眼图较好.     

一种改进的光偏分复用16-QAM系统盲解复用算法的研究

在高速光纤偏分复用(PDM)16进制正交幅度调制(QAM)相干光通信系统中,偏分解复用算法是分离偏振信息和进行信号补偿的关键技术。针对传统盲解复用的恒模算法(CMA)易于陷入奇异性和独立成分分析(ICA)算法收敛性能一般的问题,本文提出了一种改进型ICA(MICA)算法。算法基于给出的一种全新收敛测量方法,通过计算补偿后信号点与理想星座点的距离,自适应的改变学习速率,达到了更好的误码率(BER)性能。在20Gbaud/s的PDM-16-QAW系统上的仿真结果表明,与传统CMA法相比,本文提出的算法完全消除了奇异性问题,与是否存在偏振相关损耗(PDL)无关。此外,算法还能在前向纠错编码门限上提供高达1dB的光信噪比(OS-NR)提升,并在收敛速率和精确度上都得到了提升。