大气湍流下自由光通信信道模型的数值仿真

由于大气湍流作用,使得自由空间光通信(free-space optical communication,FSO)系统同时受到平均光信号功率损失和随机功率衰落的影响,极大地影响了系统的通信质量。文中基于随机相位屏模型,数值仿真了光束在大气湍流中传输,分析和比较不同条件下大气湍流效应对激光传输质量的影响。在此基础上,给出了一种基于大气湍流效应的自由空间光通信信道模型,通过大量数值计算方法,得到FSO湍流信道传输函数的概率密度函数曲线,计算出在大气湍流影响下系统的误码率性能。     

大气湍流PPM调制信道下欧氏几何LDPC码的软迭代译码算法

针对大气湍流噪声对自由空间光通信链路可靠性的影响,采用软解调信息迭代计算的方法,提出一种适用于大气湍流PPM调制信道的高行列重量欧氏几何LDPC码迭代译码算法。不同码参数和不同PPM调制阶数下的仿真结果表明,该类算法在不同湍流强度下均有很好的译码纠错性能,采用2PPM调制的低码率欧氏几何LDPC码方案可获得1.6dB左右的编码增益提升。     

自由空间量子通信系统分析

自由空间量子通信系统容易受到各种自然条件的影响从而影响密钥生成率,而大气湍流随机性的特点是设计自由空间量子通信系统考虑的首要因素.根据大气传播理论,考虑湍流和衰减因素,建立了自由空间极化编码单光子源的传播模型,分析了大气湍流和量子密钥生成率间的关系;然后利用实际参数分析了不同湍流强度对量子密钥生成率的影响.分析结果表明...     

基于模式分集的大气湍流补偿技术研究

针对空间光通信系统中大气湍流对系统性能影响较大的问题,提出了基于模式分集结合最大比合并 ( MRC: Maximum Ratio Combining) 算法的大气湍流补偿方案,采用不同模式作为独立信道进行空间分集接收, 利用最大比合并算法实现多模式信道的分集合并。其中在最大比合并算法实现方面,把不同支路的信噪比测 量问题转化为数字域的信噪比权重系数计算问题,简化了硬件实现难度。应用VPItransmissionMaker 仿真平台 并结合Matlab 编程,搭建仿真系统,验证了该方法的有效性。仿真结果表明,该方法能很好地补偿大气湍流对 空间光通信系统性能的影响,而且对强湍流的补偿效果略好于弱湍流,模式分集数量越多,补偿效果越好。     

自由空间光通信

自由空间光通信已经成为一种可行的、宽带宽的无线通信方式。相比于光纤通信，自由空间光通信可迅速配置，并且价格低廉。由于信道和天气相关，因此，在大气中光功率的损耗是不确定的，并且难以预测。介绍了大气信道，针对自由空间光通信系统建立当中的问题进行阐述，并提出了解决办法。     

删除信道下单反馈SLT编码

基于反馈信息的喷泉码在选择合适的度分布函数下可以有效降低译码开销.将DALT码与基于反馈信息的SRSD度分布函数相结合,提出一种适用在删除概率较低信道中使用的单反馈SLT编码方法.与传统LT码相比,该方法仅增加一次反馈,降低了编译码过程的复杂度,其编译码复杂度、开销等均与信道删除概率有关.理论分析及实验结果表明,在低删除概率信道中,采用所提方法可以有效地减少传输中编码包的个数,其喷泉码性能优于传统的LT码和SLT码.     

开关度分布：一种改进的LT数字喷泉编码度分布

LT数字喷泉编码所采用的度分布是影响译码效率的关键因素。给出了一种改进的LT数字喷泉编码的度分布,即开关度分布,它结合鲁棒孤子分布和二进制指数分布的优点,可以产生足够多的度很小的编码数据包,减少了译码器启动译码过程所需要的编码数据包的数量,而且减少了译码器成功译码时所需要的编码数据包的总数量。通过仿真给出了最佳的开关点参数。仿真显示,与鲁棒孤子度分布和二进制指数度分布相比,采用开关度分布,明显改善了译码效率。     

FSO 中基于 LDPC 码的编码多级调制方式研究

为降低自由空间光(FSO: Free Space Optical)通信系统中由大气湍流引起的误码率影响, 提出基于低密度 奇偶校验(LDPC: Low-Density Parity-Check) 码的编码多级调制方式, 该方式将 LDPC 码与二进制相移键控 (BPSK: Binary Phase-Shift Keying)和脉冲位置调制(PPM: Pulse Position Modulation)复用的调制方式相结合, 以 提升 FSO 系统的性能。 设计了基于 PPM-BPSK-LDPC 编码多级调制方式的发射机以及接收机系统模型。 通过 在弱湍流信道和平均功率约束下的仿真证明, 所提的 PPM-BPSK-LDPC 编码多级调制方式与基础的PPM-LDPC 编码调制方式相比, 其频带利用率更高, 平均误码率性能更好。     

三跳混合FSO/RF/VLC中继系统性能研究

提出了一个三跳混合自由空间光(FSO)通信/射频(RF)/可见光通信(VLC)中继通信系统,分析了该通信系统的中断概率性能.在此系统中,FSO信道遵循gamma-gamma分布,RF信道遵循瑞利分布.首先,推导了以Meijer's G函数表示基于混合FSO/RF/VLC系统端到端γ的累积分布函数(CDF)的闭合表达式;然后,基于信道统计信息,进一步推导了系统的中断概率;最后,分析了不同参数对系统中断概率性能的影响.仿真结果表明:FSO信道中的大气湍流参数、VLC信道LED灯的高度及接收处的视野均对系统中断性能造成了影响.     

几种LDPC码在无线光通信系统中的性能比较

为了提高无线光通信系统的性能,文章研究了几种低密度校验码（LDPC）在无线光通信系统中的运用．MATLAB仿真结果表明,LDPC码能对弱湍流信道起到一定的抑制作用从而提高了通信系统的可靠性．构造这几种码时,在都未对其进行优化的J睛况下,弱湍流信道下的准循环LDPC（QC_LDPC）码的误码性能略差于Mackay随机LDCP码,优于π-旋转LDPC码,但QC_LDPC码和π-旋转LDPC码编码简单易于硬件实现,实用性更强．     

一种迭代方法的RS喷泉码的编译码算法

数字喷泉编码可以解决类似广播通信等应用中因为重发带来的效率下降和时延增加等问题,而Reed-Solo-mon编码(RS码)在理论上可以作为数字喷泉码使用,但是传统的RS译码算法太过复杂,针对这个问题,提出了RS数字喷泉码的编码方案,给出了RS数字喷泉码的迭代译码算法,与传统RS译码方案相比,该方案运算量小,译码延时降低明显.仿真结果表明,采用RS数字喷泉码的系统能够明显地降低数据包的发送数量,提高系统效率.     

AWGN信道下基于Kite码的多级编码技术

多级编码（multilevel coding,MLC）技术将编码和调制相结合,在不占用额外带宽且不降低实际数据传输速率的情况下,可有效提高数据传输的可靠性。根据MLC技术分级编码的特性及信道编码定理分析,将无码率码与MLC技术结合,理论上会得到较好的误比特率及吞吐量性能。Kite码作为一种新型的无码率码,兼有喷泉码与低密度奇偶校验码的优势。以MLC技术中各等价信道的容量计算为理论基础,设计了以Kite码为分量码,结合BP（block partitioning）集分割方式与高阶调制的MLC新方法。仿真结果表明,以Kite码作分量码的MLC译码性能明显优于以传统喷泉码作分量码的MLC译码性能。      

Raptor码在60GHz脉冲无线通信系统中的性能

针对60GHz脉冲无线通信系统中信号幅度衰落引起的误码问题,研究了该系统中Raptor码的误码性能。根据60GHz短距离通信系统特点,采用IEEE 802.15.3c工作组建立的60GHz无线信道模型,在此基础上分析了编码系统接收信噪比;然后结合信道编码理论,对不同编码方案进行误码性能仿真,重点对两种不同的Raptor码的编码增益、译码开销及通信距离进行对比。研究结果表明,采用1/2码率的QCLDPC预编码的Raptor码在接收信噪比大约为5dB时,相较于未编码系统拥有4.5dB的编码增益,同时最大通信距离为70m,为今后60GHz短距离通信系统信道编码提供技术参考。     

基于优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制

针对水声通信带宽低、时延长、误码率高、多普勒效应显著等特征,分析了传统可靠传输机制在水下传感器网络应用的局限性,提出了基于数字喷泉码-优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制.采用反馈控制对Raptor码内码的鲁棒孤子分布和多项式描述的Shokrollahi度分布进行优化设计,降低了编码包平均度.进一步对Raptor码的内码—弱化的LT码(Luby transform codes)的编解码进行优化,实现了快速的编解码.基于优化Raptor 码的可靠传输机制采用反馈控制,动态评估信道删除概率,从而提高编解码和通信效率.通过Aqua-Sim仿真工具对提出的可靠传输机制与基于编码的多跳协同可靠数据传输(coding based multi-hop coordinated reliable data transfer,CCRDT)机制进行仿真对比.结果表明,所提出的可靠传输机制明显降低了传输开销,提高了数据吞吐量.     

正交多载波码分多址系统性能分析

基于多载波并行传输的码分多址技术(MC-CDMA)是第三代数字移动通信系统研究中的一个热门课题。将信道纠错编码(卷积码和Turbo)技术与MC-CDMA系统相结合,充分利用了纠错编码(特别是Turbo)在低信噪比时的优异性能,大大提高了系统的纠错能力。分析了系统在不同信道中的误码性能,并给出相应的计算机模拟结果。     

卫星通信中信道编码的应用

随着通信系统数字化和VLSI技术的发展,信道编码得到了日益广泛的重视和应用,已成为数字通信系统中的一项重要技术.回顾了信道编码在航天卫星通信中30多年来的发展概况,并对近来出现的Turbo码的原理与特性进行总结,分析了Turbo码在卫星通信中应用的主要问题.     

浅海水声信道中Turbo码性能研究

针对复杂多变、强多途和大起伏的浅海水声信道,本文建立了包括时变衰落、多途和加性干扰在内的信道仿真模型及Turbo码编/译码结构.通过计算机仿真,研究了浅海水声信道中的Turbo码性能及Turbo码性能随多途效应、衰落率和信道交织器等的变化.结果表明:在水声通信可接受的信噪比范围内(10～20 dB),Turbo码具有良好的性能(误比特率小于10-4);浅海水声信道中,Turbo码性能随多途路径数的增加而下降;Turbo码性能随衰落率的减小而略有下降;浅海水声信道中,信道交织器可改善Turbo码性能,并弥补由于衰落率不同而造成的性能差异.     

短距离室外可见光数字传输系统研究

提出一种基于白光LED的短距离室外可见光数字传输系统,分析可见光室外通信信道特性及影响因素,采用恒流驱动电路实现亮度调节保证LED照度与通信稳定性,利用切换电路实现照明通信间切换,采用差分曼彻斯特编码来避免通信过程LED闪烁和保证光信号接收,并进行光路设计便于光路处理和干扰抑制。实验结果表明,系统实现了45 m室外可见光上无差错数字信号传输,工作稳定可靠且抗干扰能力强,为进一步研究室外可见光通信技术提供一定参考。