CAP-DPIM可见光混合调制方案

针对可见光通信系统传输性能问题,文章提出了一种无载波幅度相位(CAP)调制与数字脉冲间隔调制(DPIM)结合的混合调制方案。该方案分别利用两者频谱效率和功率效率较高的特点,发送端在脉冲间隔调制的脉冲时隙加载直流偏置光CAP(DCO-CAP)信号,实现混合调制信号的并行生成,接收端通过门限检测和最大似然检测完成混合调制信号的串行解调。推导了室内可见光高斯信道下混合调制方案的误码率(BER)及误帧率(FER)解析表达式。此外,从频谱效率和FER两方面对比分析了该混合调制方案与传统DPIM及DCO-CAP方案的性能优劣。数值仿真结果表明:当频谱效率相同时,混合调制方案较单一调制有更高的可靠性。     

可见光混合二维CAP-DPIM调制

为了提高基于白光LED的可见光通信系统传输性能,本文围绕提高频谱效率及可靠性展开研究,提出一种兼顾功率效率和频谱效率的混合调制方案。该方案采用无载波幅度相位调制(CAP)与脉冲间隔调制(DPIM)相结合,发送端在DPIM的脉冲时隙上加载直流偏置CAP信号(DCO-CAP),生成混合调制信号,接收端采用提出的修正硬判决检测算法及最大似然检测完成混合调制信号的串行解调。考虑室内环境光的影响,推导了基于Lambertian光照模型并在高斯信道下二维DCO-CAP-DPIM方案的误比特率(BER)及误帧率(FER)解析表达式,仿真实验验证了理论解析式的准确性以及提出的修正 硬判决检测算法的有效性。对于8m×6m×3m实验场景,通过数值仿真,分析对比了DCO-CAP,以及不同混合调制在相同频带利用 率下的性能,结果表明:当频谱效率相同时,混合二维DCO-CAP-DPIM调制系统较单一调制可靠性提高2－12dB。且调制参数相同时,基于硬判决的修正算法使系统可靠性提高5dB。     

室内无线光通信调制方式的性能研究

为了研究适用于室内无线光通信的调制方式,分析了开关键控（OOK）、脉冲位置调制（PPM）、差分脉冲位置调制（DPPM）、数字脉冲间隔调制（DPIM）和双头脉冲间隔调制（DH-PIM）的调制结构,详细推导了各调制方式的平均发射功率、带宽需求、传输容量和误包率的公式,并进行了仿真分析。结果表明,PPM的平均发射功率最小,DPIM、DPPM和DH-PIM次之,OOK的平均发射功率最大;OOK的带宽需求最小,DH-PIM、DPPM和DPIM次之,PPM的带宽需求最大;DPPM的传输容量最大,DPIM和DH-PIM次之,OOK和PPM的传输容量最小;在相同调制阶数的条件下,PPM的误包率最小,DPIM、DPPM和DH-PIM次之,OOK的误包率最大。     

用于可见光通信的CAP-ADPPM混合调制系统设计

为提高可见光通信链路传输性能,提出一种无载波幅度相位(CAP)和幅度差分脉位调制(ADPPM)混合的调制系统.该系统通过将频谱高效的多维CAP调制与功率高效的ADPPM相结合,利用ADPPM的时隙脉冲搭载CAP信号进行信息传输;在高斯白噪声信道模型下,推导了 CAP-ADPPM混合调制系统的误帧率解析表达式并进行了仿真...     

软切换链路下的混合编码与副载波调制方案

为了提高自由空间光/射频（FSO/RF）混合通信链路的性能，采用混合低密度奇偶校验（LDPC）编码与副载波相移键控/正交振幅调制（PSK/QAM）联合调制的方法，对不同传输比例下混合系统的误比特率性能进行了仿真分析，取得了不同信道条件下单链路和混合链路传输方案的误比特率数据。结果表明，在弱中强湍流条件下采用副载波二进制相移键控（BPSK）调制，相比开关键控（OOK）调制可获得大约4.4dB~5.2dB的增益。采用软切换的混合LDPC编码与副载波BPSK/16QAM调制方案，依据链路状态调整比例为1:1和3:1时，不同湍流强度下可获得大约0.3dB~7.4dB的性能增益。这一研究结果对于提高FSO/RF混合通信系统的全天候高效可靠传输性能具有重要的参考价值。     

无线光DH-PIM与DPIM调制方式的性能研究

为了解决目前无线光通信采用的调制方式误包率大、传信率低等问题,研究了双头脉冲间隔调制(DH-PIM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)的性能。分析了DPIM和DH-PIM两种调制方式的符号结构,比较了二者的传信率以及给定模型下的误包率。仿真与分析结果表明,DH-PIM的传信率较高,适合于实时性要求较高的传输系统,而DPIM的平均发射功率低,误包率较小,适合于要求低功率或高可靠性的系统。     

无线激光通信系统中DPIM技术研究

为了改善通信的带宽效率、功率需求,以及信道中信号传输的抗干扰性能,对应用于无线激光通信系统中的DPIM(数字脉冲间隔调制)方式进行了研究。通过仿真分析,比较了OOK(开关键控)、PPM(脉冲位置调制)、DPPM(差分脉冲位置调制)以及DPIM方式的功率、带宽、单位传信率和差错性能。根据DPIM的理论分析,设计了一种以FPGA(现场可编程门阵列)为核心的DPIM系统。结果表明,该调制系统性能稳定,可以达到较高的调制速率。     

可见光CAP-OFDM传输方案

针对室内高速可见光链路设计,提出了一种频谱高效的基于无载波幅度相位调制（CAP）的可见光正交频分复用（OFDM）传输方案,即CAP-OFDM。该方案首先采用一对相互正交的滤波器产生基带实信号,再利用哈特莱（Hartley）变换将其加载到频域正交的载波上,并通过添加直流偏置的方式实现信号单极化。基于朗伯(Lambert)辐射模型,推导了CAP-OFDM以及已有文献提出的基于脉冲振幅调制（PAM）的可见光正交频分复用（PAM-OFDM）、基于正交振幅调制（QAM）的可见光正交频分复用（QAM-OFDM）调制方案的误符号率理论解析式、频带利用率,并通过仿真实验验证了理论推导的正确性。仿真结果表明,调制阶数相同时,CAP-OFDM、QAM-OFDM误码性能相同,且优于PAM-OFDM;频带利用率相同时,CAP-OFDM误码性能最优,而QAM-OFDM最差。     

用于VLC的混合多维无载波幅度相位-多脉冲位置调制方案

针对室内可见光通信链路性能提高问题,提出了一种适用于室内可见光通信的高效混合调制方案。该混合调制方案通过将频谱高效的多维无载波幅度相位(CAP)调制与功率高效的多脉冲位置调制(MPPM)相结合,利用MPPM的不同脉冲时隙信息控制CAP信号的传输。基于Lambertian光照模型,推导了高斯信道下N维DCO(DC offset)-CAP-MPPM方案的误码率(SER)解析表达式,仿真验证了其准确性。此外,对比分析了该混合调制方案与传统MPPM及多维DCO-CAP方案的性能优劣。通过数值仿真,分析了脉冲占比、调制阶数以及CAP维度等参数对混合调制方案误码性能的影响,仿真结果表明,混合多维DCO-CAP-MPPM方案在可以提供灵活的多址接入功能基础上,通过选择合适参数,可以得到优于传统MPPM或CAP调制的误码性能。     

一种新型的无线光通信调制方法

针对脉冲位置调制(PPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)等方法存在的问题,提出了一种新的双宽脉冲位置调制(DD-PPM)方式.在给出其符号结构的基础上,分析了带宽需求、传输容量和平均功率,推导出弱湍流信道下的误包率模型,并将其与开关键控调制(OOK),PPM和DPIM等典型调制方式进行了比较.理论分析和仿真结果表明,DD-PPM不仅比OOK具有更高的功率利用率和更好的差错性能,比PPM具有更高的带宽效率和传输容量,比DPIM具有相近甚至略好的差错性能,而且因符号长度固定,解调时不存在等待或缓存器溢出等问题,较DPIM更易工程实现.因而作为一种折中的调制方式,DD-PPM在无线光通信中有一定的应用场合.     

无线光通信调制方式性能分析

无线光通信的调制方式有多种，但缺少综合系统的分析。在详细地分析了脉冲位置调制（PPM）、数字脉冲间隔调制（DPIM）和双头脉冲间隔调制（DH—PIM）等调制方式符号结构的基础上，比较了各种凋制方式的平均发射功率和带宽效率，并在给定模型下分析了误时隙率。通过分析得出DPIM和DH—PIM更具有优势，更适合于未来无线光通信系统。     

大气激光通信中压缩数字脉冲间隔调制技术

为了提高大气光通信信息传输的高效性和可靠性,提出一种压缩数字脉冲间隔调制（CDPIM）技术。该技术对相邻4位信息码组分别经PPM编码后,把编码脉冲之间多余的空闲时隙用分段压缩码进行替换来进行编码。描述了CDPIM的符号结构,运用Matlab对发射功率、频带利用率、信道容量占用率、传输误包率等的仿真结果表明：在相同位分辨率4时,CDPIM的发射功率比FDPIM的发射功率节约23%,CDPIM的频带利用率比DPIM的频带利用率提高72%,CDPIM的传输容量比OOK的传输容量提高67%。在相同信噪比2时,CDPIM的误包率比DPIM的误包率提高60%,而且CDPIM调制技术能对接收的错误码组进行有效的自我纠错。     

Turbo码编码FDPIM在弱湍流下的差错性能分析

DPIM调制方式的符号长度变化不固定,分析Turbo码编码DPIM调制下的差错性能存在的困难,针对该问题给出了一种新的调制方式--定长脉冲间隔调制.在给出其调制结构的基础上,在弱湍流信道模型下首先推导分析了未编码FDPIM的误包率,并与DPIM 调制方式的性能进行了比较,然后分别采用三种模型分析了Turbo编码FDPIM调制的误比特率特性.仿真分析结果表明,未编码下的FDPIM的误包率虽然劣于DPIM,但其实现的复杂性简化,相对于DPIM,其符号长度固定,易与Turbo码译码结构相结合实现软判决;在该调制方式下引入Turbo码可使平均发射功率降低约10 dBm,能够有效的改善系统差错性能.     

弱湍流信道中的调制技术

基于弱湍流的无线光通信系统信道模型,对开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调(DPPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)和双头脉冲间隔凋制(DH-PIM)调制方式的符号结构、发射功率、传输带宽以及误包率进行了理论推导和对比分析.结果表明,PPM必须需要符号同步和时隙同步,而 DPIM、DPPM、DH-PIM 调制只要求时隙同步.OOK的平均发射功率最大,PPM的平均发射功率最小,DH-PIM比OOK小但是比DPIM 和DPPM大,DPIM发射功率特性略优小于DPPM.当M=6时与OOK调制平均发射功率比较,PPM调制节约功率约15 dB,DPPM和DPIM调制节约功率约12 dB,当a=2时DH-DPIM调制节约功率约10 dB.OOK带宽需求最小,PPM带宽需求最大,DPIM的带宽特件略大于DPPM,DH-PIM带宽需求大于OOK但小于DPPM.当M=6时与OOK带宽比较,PPM带宽需求约为OOK的11倍,DPPM和DPIM的带宽需求约为OOK的6倍,当a=2时DH-DPIM带宽需求为OOK的3倍.在相同平均背景光子和相同平均光脉冲接收光子的条件下 PPM、DPIM、DPPM、DH-PIM和OOK调制方式的误包率依次增大.     

跳时脉幅脉位混合调制超宽带通信性能研究

针对目前超宽带通信调制方式误码率高的问题，提出正交脉冲脉幅脉位混合调制（OAPPM）改善系统性能的方法。OAPPM调制方式是把信息调制在信号的位置和幅度上，接收端利用最佳检测器进行接收。文中分析了TH—OAPPMUWB系统的信道容量和误符号率并进行了仿真。结果表明：该方法与传统的PPM和PAM相比，降低了误符号率和系统复杂度，较好地改善了UWB通信系统性能。     

基于正交空时分组码的空间脉冲位置调制

针对在湍流信道下空间脉冲位置调制(SPPM)系统误码性能较差的问题,文章将空时分组码与空间调制技术结合,提出了基于比特补码正交空时分组码的空间脉冲位置调制(BCOSTBC-SPPM),利用空时编码增加信息冗余度以改善系统误码性能。同时基于最大似然(ML)检测推导了系统的理论误比特率上界,并通过蒙特卡洛仿真对理论上界进行了验证。仿真结果表明,BCOSTBC-SPPM的误码性能相比SPPM有较大提升。在弱湍流信道下,当系统误比特率为10-4时,(4,2,4)-BCOSTBC-SPPM相比(4,1,4)-SPPM信噪比改善约10 dB。该方式相较于传统正交空时编码方案在频谱效率方面有一定提升,实现了系统有效性和可靠性的合理权衡。     

无线光通信中的定长双幅度脉冲间隔调制

在无线光通信中,为解决脉冲位置调制(PPM)需要符号同步和数字脉冲间隔调制(DPIM)符号长度不同定造成调制器等待或缓冲器溢出的问题,提出了一种新的调制方式--定长双幅度脉冲间隔凋制(FDAPIM),分析了它的符号结构、发射功率、带宽需求以及在高斯白噪声的差错性能,并和开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、数字脉冲间隔调制(DPIM)、定长数字脉冲间隔调制(FDPIM)等调制方式进行了比较.理论分析与仿真结果表明,FDAPIM的误包率劣于PPM和DPIM,接近于FDPIM,但明显优于OOK.虽然FDAPIM的带宽要求较高,但其带宽效率和功率效率都优于FDPIM,且不需要符号同步,相对于PPM系统,实现的复杂性大大简化;相对于DPIM,其符号长度固定,不会引起调制器等待或缓冲器溢出.因此FDAPIM应用于无线光通信系统具有一定优势.     

紫外光通信调制方式的对比研究

紫外光非视距通信是一种新型的无线光通讯形式,近年来受到各军事强国越来越广泛的关注。详细分析了启闭键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)的编码结构,然后从带宽需求、平均发射功率、传输容量和差错性能等方面对各种调制方式进行了仿真对比。结果表明,DPIM调制比PPM具有更高的传输容量和更少的带宽需求,并且解调对同步要求较低,实现更简易,并结合紫外LED阵列将作为今后实用化紫外光源的发展趋势,DPIM调制在未来紫外光通信系统的应用中将具有更大的优势。     

无线光通信中的脉冲宽度间隔调制方案

提出一种新的脉冲调制方案——脉冲宽度间隔调制(PWIM),给出了PWIM的符号结构,分析了其在平均发射功率、带宽需求和传输容量等方面的性能,并在加性高斯白噪声信道模型的基础上推导了PWIM的误包率。理论分析与仿真验证表明,PWIM不但在功率利用率和差错性能方面优于OOK和PWM,而且带宽效率和传输容量比PPM和DPIM的更高。     

大气激光通信中压缩数字脉冲间隔调制技术

为了提高大气光通信信息传输的高效性和可靠性,提出一种压缩数字脉冲间隔调制( CDPIM)技术。该技术对相邻4位信息码组分别经PPM编码后,把编码脉冲之间多余的空闲时隙用分段压缩码进行替换来进行编码。描述了CDPIM的符号结构,运用Matlab对发射功率、频带利用率、信道容量占用率、传输误包率等的仿真结果表明：在相同位分辨率4时,CDPIM的发射功率比FDPIM的发射功率节约23%,CDPIM的频带利用率比DPIM的频带利用率提高72%,CDPIM的传输容量比OOK的传输容量提高67%。在相同信噪比2时,CDPIM的误包率比DPIM的误包率提高60%,而且CDPIM调制技术能对接收的错误码组进行有效的自我纠错。