移动型大气激光通信(网)的研究与实现

本文主要在理论上对大气信道和DMI(差分模式反转)调制方式进行了研究,应用可编程逻辑器件(PLD)实现了纠错编解码和PPM、DMIE两种速率的调制、解调,设计与实现光通信机及网络接口;研究并设计了一个基于GPS定位的光天线探测与伺服平台,并以2Mbit/s速率传输数字数据与话音的激光通信机及光无线局域网系统,主体部分已实现形成装备.     

基于平面镜多次异面反射调制激光偏振的理论设计

激光是通过系统传播的光子受激发射放大光而产生,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性等特点,在通信、材料处理、图像记录、医学、数据存储和国防等方面做出了重大贡献.偏振是一种最重要的光学调制,常常用于现代激光技术、成像系统、光信息处理等领域.激光偏振调制是利用光学元器件对激光的偏振态和偏振方向进行调整和改变.激光偏振调制广泛应用在光波导、大地通信、光栅光学光刻等技术方面,目前常见的调制激光偏振的方法是使用偏振片或半波片进行调制,但使用偏振片调制激光偏振时存在严重的光强衰减,激光的利用率大大降低;而使用半波片调制激光偏振时,每一种型号的半波片对应一个光波波长.可见光波段的半波片比较常见,型号种类也较为丰富,但紫外光波段的半波片还比较稀少,且半波片的价格也十分昂贵,这些都导致了传统调制激光偏振方法存在诸如价格高、利用率低、工作范围小等不足.也有一些科研工作者利用光栅镜或复杂的理论论证,提高激光光源的偏振度,但这些方法相对较复杂,对工艺要求高.本文理论设计了一种基于平面镜多次异面反射的激光偏振调制装置,实现对激光偏振方向的成功调制.利用平面镜多次异面反射改变激光的偏振方向,从而实现对激光偏振方向从TE偏振到TM偏振以及从TE偏振到TE偏振的成功调制.该装置具有宽光波段工作、成本低廉等优势.     

一种10Mbit/s～1Gbit/s速率自适应无线光通信机的研制

无线激光通信是接入网"最后一公里"问题最有效地解决方案之一。设计了基于FPGA的积木式结构的无线光通信机,发送端采用OOK直接调制方式,将调制光信号耦合到光纤中,通过光学发射天线压缩光束发散角;接收端采用乒乓操作以降低数据处理速度,8倍过采样恢复时钟信号。系统传输容量可扩展、功能可重构。对样机进行了测试,结果表明:该系统可以满足同时进行视频、数据、语音的传输和双工通讯,网卡满足10 Mbit/s、100 Mbit/s、1000 Mbit/s自适应。     

一种改进的载波抑制调制光毫米波信号的产生方案

为了克服光纤无线(ROF)系统中色散对光载波抑制(OCS)调制光毫米波信号传输的影响,提出一种改进的OCS调制方案。使用双驱动马赫-曾德尔调制器(MZM),通过调整两路输入射频信号相位、基带信号增益和直流偏置电压将2.5Gbit/s数据信号仅调制到(OCS)信号的一个边带上传输。理论分析表明,与传统OCS调制光毫米波信号产生方案相比,本文方案解决了色度色散引起的码元走离问题,大大增加了传输距离。仿真实验结果表明,经过110km光纤传输后信号的眼图仍然十分清晰,在BER=10-10条件下,信号经过20、40和60km光纤传输后的功率代价分别为0.78、1.7和1.9dB。     

无线激光通信调制方式性能分析

本文详细地分析了五种典型无线激光通信调制方式:OOK、PPM、DPPM、DPIM和DH-PIM,并结合无线激光信道特点,对各种调制方式的平均发射功率、带宽需求和误时隙率进行了分析比较。结果表明:DPPM、DPIM和DH-PIM更具有优势,更适合于未来无线激光通信系统。     

无线光通信实验系统的研制

该文研制了一套可以用作教学实验的无线光通信实验系统,此无线光通信系统分为前端的电信号变为光信号的调制驱动加载部分和后端的光信号变为电信号的接收部分.根据视频和音频信号传输的要求设计并制作了调制驱动电路和光接收电路,在验证半导体激光器伏安特性和功率特性的基础上,高质量地实现了视频信号和音频信号的无线传输.     

基于CMX909B的船用无线电系统的设计

为满足中距离船岸的高速数据传输,利用CMX909B和S3C2440设计了一种船用高速无线数据传输系统。简单介绍了GMSK调制方式的特性和CMX909B芯片的特点,并给出了系统的调制解调电路设计。通过该系统可以在海上短波或VHF信道中进行准确、实时、高速的无线数据传输,解决了中距离无线通信中数据传输速率过低的问题。     

自适应调制编码无线信道突发特性等效建模

文中在假定物理层存在充足数据等待发送的前提下,以离散时域尖度因子函数法表示自适应调制编码无线信道突发特性,并采用数值分析方法研究其与信道信噪比、系统期望包差错率以及信道接收端服务速率的关系;同时,基于自适应调制编码无线信道突发特性等效,提出一种计算复杂度较低的自适应调制编码无线信道高阶马尔科夫模型建模方法.     

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。     

基于无线电模式的数据传输的研究

本文通过分析.计算,设计了一套数据无线传输系统,该系统工作频率为85MHz,可以采用普通调频接收机接收,数据传输速率为50Bit/s.系统为二次调制:首先将数字信号进行2FSK调制,然后经过频率调钢发射,实现短距离无线传输.接收部分首先经过调频接收机还原成2FsK信号,利用锁相环技术进行FSK信号的解调,再通过波形整形电路对输出波形进行整形,还原成数字信号.该系统的设计可用于短距离的数字无线传输,传输距鼻达到5 O来,具有较强的实用性.     

QC-LDPC码在OFDM-IDMA系统中的性能研究

为了寻求一个从多址接入技术、调制技术到纠错编码方案等方面,满足下一代无线移动通信高速率、高可靠性需求的整系统解决方案,设计了一种新的基于准循环的LDPC(quasi cyclic low density parity check codes,QC-LDPC)编码的OFDM-IDMA(orthogonal frequen...     

紫外无线光通信系统研究

紫外光通信是一种极具潜力的近距离通信方式,分析了紫外光大气传输特性和系统信道模型,利用紫外光的散射特性来有实现抗干扰非视距近距离通信这一难题;以紫外LED和光电倍增管分别作为通信系统光源、光电探测器,采用脉冲编码调制和循环冗余编码方式,设计并研制了一套紫外无线光通信系统样机,实现了小角度的实时数据通信,通信速率为9.6 kbps,误码率1%以内,通信距离为5 m以内。     

基于比特交织和调制分集的Turbo乘积编码调制系统性能

将比特交织和调制分集引入到Turbo乘积编码调制中，提出一种具有良好抗衰落性能的编码调制机制。分析了该机制的误比特率性能，导出了适合迭代译码的软输入软输出（SISO）度量算法，给出了一种简单有效的星座旋转角度设计方法。仿真结果表明，与传统Turbo乘积编码调制相比，该机制在瑞利衰落条件下可获得2.5dB以上的编码增益。为Turbo乘积码和高效调制结合应用于无线通信系统提价节良好的解决方法。     

基于可见光通信的图像传输系统

针对无线图像传输系统抗干扰能力差、保密性低等问题, 设计并研制了基于可见光通信的图像传输系统。该系统采用51 单片机为主要控制器, 以发光二极管发出的高速调制可见光作为信息载体, 利用光电二极管接收光载波信号, 并通过PC 机获得图像信息, 实现了基于可见光通信的无线图像传输。实验结果表明,该系统抗电磁干扰能力强、成本低、功耗小、安全性好, 在通信距离为0. 7 m 时, 其最大位传输速率为0. 1 Mbit/ s, 误码率小于10-5 , 有效克服了现有图像无线传输系统的固有问题, 是短距离无线通信技术很好的补充, 具有很好的应用前景。     

基于硬件预均衡电路的高速可见光通信系统

 可见光通信（VLC）是一种新型无线光通信技术,它将照明和通信结合起来,因此具有极其广阔的应用前景,成为近年来研究的热点。目前VLC发展的主要瓶颈在于,LED有限的调制带宽限制了VLC系统的传输速率。为解决这一问题,可见光通信系统中使用了硬件预均衡电路,设计并使用了单双级联桥T幅度均衡器,结合自适应比特功率加载正交频分复用（OFDM）技术,有效地提高了可见光通信系统的调制带宽和传输速率。     

基于双极性多脉冲的UWB调制方案及性能分析

针对普遍单脉冲位置调制的不足,在已有的UWB(Ultra-Wideband)脉冲位置调制研究基础上,提出了一种改进的双极性多脉冲位置调制(AMPPM:Ambipolar Multi-Pulse Position Modulation)的UWB跳时调制方案,并对其加性高斯白噪声(AWGN:Additive white Gaussian Noise)下的信道容量,最大可靠通信距离等性能指标进行了理论分析。理论分析及实验数值结果表明,在相同的条件下,与普通的单脉冲位置调制(PPM:Pulse Position Modulation)相比,AMPPM能获得较高的容量,即在给定可实现脉冲宽度下可获得更高的通信速率。仿真结果表明,当脉冲宽度为0.5 ns时,L进制AMPPM可达到333 Mbit/s的速率,而同等条件下的L进制PPM仅能达到167 Mbit/s的速率。同时AMPPM在最大可靠通信距离指标方面也较相应的PPM及脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation)有改善,在100 Mbit/s及10-4的误码率下可达到8 m的通信距离。     

单周动态补偿的光通信码间抑制抗干扰新方法

在对光通信码间进行抑制抗干扰的过程中,光信号会受温度、大气流动等不确定性因素的影响,干扰随机性较大,导致传统的调相阵列技术由于不能实时检测,从而无法有效实现光通信码间的干扰抑制。提出一种单周动态补偿的光通信码间抑制抗干扰方法,分析带有干扰的光通信系统,给出外部扰动向量的动态特性,分析无限时域的性能指标,将原系统和干扰系统和期望输出联立,获取光通信增广系统。在调制信号中引入直流偏置信号,将经调制的数据向量划分成不同子序列,赋予各子序列对应的加权系数,依据光通信码间安全工作区域信号范围对光信号进行限幅,通过正信号的切顶信号求出补偿信号。对正信号与翻转负信号进行符号拼接、偏置信号添加等操作,将光信号以光功率的形式传输至光无线信道。将加性高斯白噪声信道作为信道模型,将负信号置零,进而抑制光通信码间的干扰。仿真实验结果表明,所提方法具有很好的抗干扰性能。     

一种新型混沌键控调制方案——CD-FM-CDSK

针对现有的相关延迟键控(CDSK)混沌键控通信系统存在的比特能量不恒定、信息传输率低和保密性不强问题,提出了一种新型的混沌键控调制方案——CD-FM-CDSK(相关延迟-调频相关延迟键控)。该方案在原有CDSK系统基础上加入了混沌信号FM调制、数字序列串并转换技术。经仿真对比分析,该系统具有更加良好的性能,它兼有CDSK保密性强和FMCDSK误码率低且传输速率高的优点,为混沌保密通信应用于高速信息传输通信提供了光明前景。     

基于导频符号的双多进制正交扩频与MPSK复合调制系统的性能分析

提出了一种双多进制正交扩频调制与MPSK相位调制相结合的复合调制方案（DNOrth-MPSK）。该方案通过插入导频符号进行信道估计,提高了系统的误比特率性能;同时对其在加性高斯白噪声信道（AWGN）和单径瑞利衰落信道下的理论性能进行了分析,结果表明,这种正交扩频与MPSK相位调制相结合的系统方案较传统的多进制正交扩频系统大大提高了数据的传输速率,因此可适用于高速数据通信。对系统在AWGN和单径瑞利衰落信道中的性能,本文给出了理论下界和仿真结果。