BOC卫星导航信号直接解调的方法及实现

为了分析未知信号结构的二进制偏移载波(BOC)调制卫星导航信号,提出并实现了一种对BOC导航信号进行直接解调的新方法。该方法首先采用二进制相移键控(BPSK)信号解调的算法实现扩频码的同步和载波的剥离,在此基础上剥离BOC调制的亚载波。利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了该方法,并进行了解调实验。实验结果表明:该方法能够稳定地进行BOC信号的解调,在信噪比(Eb/N0)大于11 dB时,解调误码率优于1×10-5。     

BOC卫星导航信号直接解调的方法及实现

为了分析未知信号结构的二进制偏移载波(BOC)调制卫星导航信号,提出并实现了一种对BOC导航信号进行直接解调的新方法。该方法首先采用二进制相移键控(BPSK)信号解调的算法实现扩频码的同步和载波的剥离,在此基础上剥离BOC调制的亚载波。利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了该方法,并进行了解调实验。实验结果表明:该方法能够稳定地进行BOC信号的解调,在信噪比(Eb/N0)大于11 dB时,解调误码率优于1×10-5。     

含多阶涡旋的无衍射阵列光束的设计

涡旋在光学领域一直有很广泛的应用价值,光学微操纵技术,自由空间的光通信,以及光学测量技术都用到了涡旋光.而高阶涡旋光和阵列涡旋光更是对粒子的批量自组装具有高效的作用,但以往的论文设计出的高阶涡旋光只局域在很小的传播范围(10~(-6)m),所以几乎没有应用价值.本文从理论上设计了含高阶涡旋的阵列涡旋无衍射光场,这种光场的无衍射传播距离大约在30cm左右.在数学上通过傅里叶变换方法推导了阵列涡旋无衍射光场的数学表达式,用数值模拟的方法得到了涡旋阵列光场,实验上利用空间光调制器(SLM)得到了多阶涡旋阵列光场.此外,我们还测量了这种多阶阵列涡旋光场的无衍射距离.本文的研究在光学微操纵,粒子批量自组装等领域具有应用价值.     

涡旋光束的轨道角动量双缝干涉实验研究

利用计算机全息振幅二元光栅对基模高斯光束进行衍射,实验产生不同阶次拉盖尔-高斯（Laguerre-Gaussian,LG）涡旋光束,用得到的不同阶的LG光束进行双缝干涉实验,根据采集到的干涉条纹扭曲方向及条纹扭曲程度实现涡旋光束轨道角动量的测量,通过调整实验光学系统,分析了LG光束轨道角动量的测量精度.结果表明,基模高斯光束束宽与全息光栅尺寸的合理选择会影响到生成的涡旋光束质量.在确定基模高斯光束束宽的情况下,双缝间距与光束束宽的比例为1：1.5时,双缝对生成的LG光束干涉条纹扭曲效果明显,LG光束轨道角动量测量误差最小.     

基于偏振复用和反射式半导体光放大器的WDM-RoF-PON系统设计

基于偏振复用原理和反射式半导体光放大器RSOA(reflective semiconductor optical amplifier)的再调制特性,融入了光载无线RoF(radio over fiber)技术,设计了一种新型的可以实现多种信号混传的波分复用无源光网络WDM-PON(wavelength division multiplexing passive optical network)系统。在中心站,无线信号和有线信号同时调制到两个偏振态正交的光载波上,并耦合到标准单模光纤中传输。在基站,将两个偏振态正交的信号分离后,一方面可以探测得到四倍频毫米波信号和有线信号,另一方面还可以通过RSOA实现载波重用。通过Optisystem软件对该系统进行模拟仿真,得到了调制信号的光谱和接收端信号的眼图,分析了传输信号误码率与接收光功率的关系,结果表明,该系统传输性能良好。     

微分干涉相衬层析显微镜的研究

利用微分干涉相衬显微镜建立了全视场层析成像系统,由两个最佳峰值波长差的边缘辐射发光二极管组成系统的低相干光源,利用高斯平滑滤波摸板对硅-PIN阵列光探测器提取的全场光学相干层析(OCT)散斑信号进行有效控制,采用正交相关解调方法获得了纵向分辨率为5.5μm显微镜盖波片胶结载波片的三维OCT图像.     

高斯噪声迭加码间干扰下OFDM解调性能分析

针对无线通信系统中复杂的非高斯噪声环境中接收信号发生畸变的问题,研究一种"高斯噪声迭加码间干扰下"的非高斯噪声,计算统一的数学模型,通过系统误码率等参考变量分析OFDM系统在非高斯噪声环境中的解调性能.对比分析高斯噪声和非高斯噪声环境中解调算法,仿真结果表明:迭加的码元干扰幅值b越小,系统误码率越大;b越大,系统误码率越小.非高斯噪声信道和高斯噪声信道情况下,系统误码率随着信噪比变化交替发生变化,低信噪比,非高斯噪声信道下误码率小于高斯噪声信道下误码率;高信噪比,非高斯噪声信道下误码率大于高斯噪声信道下误码率.高斯噪声迭加的码元干扰,影响着高斯噪声信道下系统解调性能,对OFDM系统解调算法的分析有重要的意义,为今后在复杂环境中进一步研究提供参考.     

微型光纤加速度计系统研究

光纤加速度计作为新型光纤传感器的一种,在高精度测量领域中有着不可替代的作用.实现光纤加速度计信号的解调,对于进一步提高传感器测量精度以及实用化都有着重要的意义.光源调频相位生成载波技术(PGC)常用于干涉型光纤传感器的信号解调,为了实现整个光纤传感系统的小型化,提高数据处理速度和解调精度,设计制作了应用于盘式光纤加速度计数字解调系统,系统以DSP和FPGA数字系统作为解调硬件电路的核心,实现对微型盘式光纤Michelson干涉仪相位信号检测.实验结果表明,微型盘式光纤加速度测量系统对微小振动信号检测有着很高的灵敏度,是高精度测量领域中的一个重要研究方向.     

采用轴棱锥检测涡旋光束拓扑电荷数的方法

基于基尔霍夫衍射积分理论,分别推导涡旋光斜入射轴棱锥与凸透镜后的衍射光场表达式.提出一种利用轴棱锥检测光束拓扑电荷数信息的简单可行方案,并将此方案与凸透镜聚焦斜入射涡旋光方案进行对比.研究结果表明:应用轴棱锥聚焦斜入射涡旋光检测拓扑电荷数信息的方式无需对检测点进行严格定标,实际检测工作中该方案更具备灵活性,适用性也更为广泛.通过对设计实验进行验证,实验与理论基本吻合.     

一种用于UWB通信系统的调制技术

文章将相位调制与脉位调制技术相结合,提出了一种应用UWB通信系统的新颖调制技术-QPPM。在解调过程中,它使用2个模板信号做相关检测,一个解调位置,另一个解调相位,算法实现简单;仿真实验表明,在加性高斯白噪声信道和瑞利信道中它比2-PPM有较低的误码率性能,同时获得了双倍的传输速率。     

微波复合调制信号解调算法分析与实现

围绕复合调制信号解调算法与软件实现展开详细的讨论.首先介绍调幅、调频的解调算法.通过相干解调和非相干解调算法的对比,说明了相干解调算法的优越性,并在相干解调算法的基础上,进一步提出了正交解调算法和正切解调算法.利用LabVIEW数据流图的编程方式,编制了二次正交解调算法的软件,实现复合调制信号的数字化解调.通过仿真与实验结果,充分表明,采用二次正交解调算法对复合调制信号进行数字解调,能得到较好的解调效果.     

基于复小波变换的OCWDM多载波调制系统用于DVB-T

用二元树复小波变换取代OFDM中的傅立叶变换,应用于DVB系统.在DVB-T中,将Orthogonal Complex Wavelet Division Multiplex(OCWDM)多载波调制系统在高斯信道、平坦衰落信道、频率选择性信道中进行仿真.同OFDM相比较,OCWDM在高斯信道和平坦衰落信道下误码率有着明显的降低;在频率选择性信道下,OCWDM的误码率也低于OFDM.OCWDM有着很好的抗噪声和抗衰落、抗多径特性.DTCWT的小波基具有正交性,不需要循环前缀来消除码间干扰和子载波间干扰,简化了OCWDM调制过程.DTCWT可以直接通过数字滤波器实现,运算复杂度低,硬件实现简单.OCWDM在DVB系统中有着很好的应用前景.     

陈-M(o)bius四路载波数字通信系统的仿真

将几种常用数字波形的陈-M(o)bius逆变换作为四路载波数字通信系统数字输入信号的编码波形函数族,由其对二进制输入信号进行调制后,直接叠加在一个物理信道上进行传输.在接收端,用与各调制编码波形对应正交的数字波形对各路信号进行同步相干解调,从而构成新的相干调制解调系统.应用MATLAB平台对系统进行性能仿真,并与传统的相干调制解调系统的仿真结果相比较.结果表明,该系统具有更优异的抗强噪声与抗干扰的性能,可实现多路载波数字通信的直接叠加,大大节省系统的初始投资与运行费用.     

数字通信中2FSK调制解调器的设计实现

针对数字通信中数字基带信号的调制解调问题,基于Quartus13.1使用硬件描述语言Verilog设计并实现了2FSK调制解调系统;利用分频器得到不同的载波频率,使用伪随机序列产生基带信号,用键控频移法进行信号的调制,过零检测法实现信号的解调得到基带信号;对系统模块化分层设计并且通过了RTL级仿真验证,将各模块顶层例化连接进行系统验证,信号的调制解调正常且无误码产生,并将此2FSK调制解调器应用到实际的数字通信系统中,构建了紫外激光通信系统,经多次测试,系统在光束入射角度为π/4,距离50 m处实现了误码率为10~(-4)、通信速率为600 bps的极低速率通信。     

可应用于航天测量的传感器PGC解调关键参数误差分析

干涉型光纤传感器在军用探测、航空航天等许多领域都有广泛的应用前景.直接调制光源频率(Frequency Modulation,FM)的相位生成载波(Phase Generated Carrier demodulation,PGC)解调方法成为干涉型光纤系统的重要解调方法之一.FM调频深度、一倍载波信号相位延迟、二倍载波信号相位延迟等关键参数均会对系统性能造成不利影响.本文从解调结果线性度和谐波抑制比(Harmonic Suppression Ratio,HSR)两方面分析了关键参数误差对解调结果性能的影响.分析表明调制深度C对参数误差的贡献最大,是影响解调性能的主要因子.相对而言,一倍/二倍载波信号相位延迟对解调结果性能影响较小.PGC解调结果线性度和谐波抑制比均受调制深度、载波信号相位延迟等的影响.参数误差每增加一倍,谐波抑制比约下降6dB.     

基于正交误差对准的MEMS陀螺测控电路设计

传统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)陀螺的相干检测基于驱动位移和科氏位移的相位关系,依赖于陀螺的工作模式,解调载波相位抖动大,不易相位对准.为解决此问题,本文提出了一种基于正交误差对准的不依赖陀螺工作模式的相干解调系统.解调载波取自驱动电路的PLL(Phase-Locked Loop)输出,相位抖动小,仅作载波使用,不代表驱动位移信息.检测通路插入移相器,使正交误差相位滞后解调载波90°,则科氏位移信号与解调载波同相,完成检测.为验证该方法,本文研究了陀螺器件与接口电路之间的信号传递特性并进行建模,设计了锁相环、C/V(Capacitance/Voltage)转换、移相器等核心电路,实现了一款完整的MEMS陀螺测控电路.测试结果表明:陀螺驱动正常,检测正确,刻度因数为1.415mV/(°.s),零偏不稳定度为108°/h.结果验证了该检测方法的有效性,并为后续进一步提升性能提供了基础.该检测方法也适用于其他振动式MEMS陀螺的测控系统.     

无信号内干扰的正交多用户降噪DCSK混沌通信系统

为进一步提高正交多用户差分混沌键控(Multiuser Orthogonal Differential Chaos Shift Keying, OMU-DCSK)系统的传输速率和误码率性能,提出一种无信号内干扰的正交多用户降噪差分混沌键控通信系统。在发送端采用一种新型的移位正交混沌信号发生器用以产生四路正交的混沌信号,在一个时隙内用这四路正交的混沌信号分别乘Walsh码用以发送4N个用户的信息比特。同时在发送端将信号复制P次之后,在接收端引入滑动平均滤波器对接收信号进行平均,从而降低噪声的方差,使得系统的误码率性能得到了进一步的提升。推导了该系统在多径瑞利衰落信道以及加性高斯白噪声信道下的误码率公式,并进行了仿真实验,与理论推导值对比。仿真结果表明,该系统的误码率性能以及传输速率有了较为明显的提升,有极大的理论与应用价值。     

基于分数阶Fourier变换的多载波Chirp中远程水声通信技术

线性调频(Chirp)信号由于其独特的脉冲压缩特性,作为一个宽带信号在水声通信中拥有窄带信号所不能替代的优势,具体表现为时宽带宽积增益所带来的抗多普勒扩展性能,以及时频域的能量聚集性能,有利于抵抗频率选择性衰落.利用Chirp信号在其分数阶Fourier变换(fractional fourier transform,FrFT)的最佳分数阶变换域的冲激特性,使用二进制正交键控的调制方式,提出了一个用FrFT作为解调方法的多载波Chirp水声通信方案.该系统的特点是充分利用Chirp信号的性质,省去均衡环节,大大简化通信系统接收端结构,同时保证足够的强壮性.通过在计算机仿真、实验室水池实验以及海洋实验验证了该方案的性能.在通信距离为10km,平均水深为18m的浅海水声环境中,系统的通信速率为553bit/s时,系统的误码率达到了10-4量级.     

基于二元树复小波变换的多载波调制系统

通过对复小波变换理论深入研究,本文提出了一种新的多载波调制系统,我们称之为二元树复小波变换正交复用多载波调制系统（ODTCWDM）。该系统用二元树复小波变换(DTCWT)取代OFDM中的DFT变换,能够使得运算更加简单、灵活。该系统通过高斯信道和瑞利衰落信道对其误比特率(BER) 进行详细的分析及系统仿真,结果表明ODTCWDM在高斯信道和瑞利衰落信道下性能优于传统的正交频分复用(OFDM) 系统以及正交波分复用（OWDM）系统;尤其对于高斯信道,误码率能够降低4-7dB。     

新型正交多载波降噪差分混沌键控通信系统

针对多载波差分混沌键控(MC-DCSK)传输速率低和误码性能差的问题,提出了一种新型正交多载波降噪差分混沌键控(NQMC-NRDCSK)系统．系统发送端利用开关使奇数帧和偶数帧共享一个参考信号,并用不同频率及相位正交的载波来携带参考信号和经沃尔什码调制后的用户信息,在接收端引入滑动平均滤波器来降低信道噪声对系统的干扰,并通过分配沃尔什码序列识别相应的用户信道再进行相关运算,以解调出对应的信息比特．推导了系统在多径瑞利衰落信道(RFC)和加性高斯白噪声(AWGN)信道下的理论误码率公式,并进行了仿真．结果表明：该系统的误码性能相对于MC-DCSK系统有明显地提升,且其传输速率和能量效率也很大程度上得到了提高．