改进交织的单层极化码高阶编码调制系统

极化码作为一种新型编码方式,被采纳为5G通信中的短码方案。本文将极化码应用到比特交织编码调制（Bit-Interleaved Coded Modulation,BICM）系统,优化交织器的设计,提出了一种新型交织算法。相比于现有的交织算法,新型交织算法的提出是基于比特信道可靠性衡量参数,将高可靠性的比特信道与低可靠性的比特信道交错设计,按照高可靠性信道对低可靠性信道辅助译码的方式,提高极化码的纠错性能。由于新型交织算法只存在于比特信道可靠度参数的简单排序,在复杂度上没有明显增加。仿真结果表明:新型交织算法具有优异的性能,当误码率为10-5,码长为256时,采用新型交织算法的极化码BICM系统与LDPC码的BICM系统相比大约有1.51 dB的增益。      

可见光通信调光编码研究

在室内可见光通信系统中,通常需要系统根据用 户的需求在不同的场合提供调光能力并要求其 通信质量不受影响。采用一种调光编码方法使得室内可见光通信系统具有调光能力,同时将 该方法与 信道编码相结合保证了系统的可靠通信。首先分析了该方法的结构、编译码原理及调光能力 ,论证了 调光率间隔与码长有关,并且如果要扩大系统的调光范围可以采用级联编码方案。接着应用 MATLAB 对加入该编码方法的可见光通信系统进行仿真,仿真结果表明该方法可以实现调光并能有效 地进行纠错,验证了所提算法有效性与可行性。     

面向5G标准的低延时LDPC编码器设计

针对 5G 标准中对低延时和编码灵活性的要求, 本文提出了一种高并行度的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)码编码算法并设计了相应的硬件结构。 编码算法对校验位的计算流程进行了改进, 通过将对应 5G 标准中校验矩阵单对角和双对角结构的不同编码步骤并行化提高了运算速度。 在硬件结构上一方面设计了多路并行的运算结构通过同时求解多个编码步骤降低了处理时延, 另一方面灵活的结构设计使其可以有效地支持5G不同场景下对码长和码率的要求, 并通过分组计算校验位实现了对递增冗余的HARQ (IR-HARQ)方案的支持。仿真结果表明,在 200 MHZ 的系统时钟频率下, 本设计的信息吞吐量可达 35Gbps。      

光纤参数对弱导阶跃光纤线偏振模式特性的影响

利用标量解法,导出了弱导阶跃光纤线偏振模(LPmn)的场分布和LPmn混合模式的光强表达式。结果表明,低阶LPmn模的模场范围均随纤芯半径的增加而增大,随纤芯折射率的增加而缩小,随包层折射率的增加而扩大;随传输距离和模式混合份额的增加,LPmn混合模式的光强减少;非相干混合模的M2因子随高阶模式光强所占分额的增加而逐渐变大,M2并非一直随纤芯半径的增加而增大,存在着一个临界值a=30μm。     

激光等离子体对BK7玻璃的损伤的特征研究

实验研究了ns激光脉冲聚焦到BK7玻璃表面发生电离时玻璃的损伤形貌,并基于激光等离子体的特性对损伤特征进行了分析.研究发现:激光击穿产生的激光等离子体具有高温高压的特性以及较宽的光谱分布,这些特性对脆性BK7玻璃的损伤特性有决定性的影响.激光等离子体发射光谱的波长分布远远小于入射激光的波长,其电离效应大大增强,使玻璃材...     

阶跃折射率光纤中的激光模式特性

研究了根据阶跃折射率光纤中传输的光场遵循贝塞尔分布的光纤中的激光模式特性,通过贝塞尔方程解析解的方法,利用计算机仿真得到了光纤内和光纤出射端外典型的低阶线偏振模(LPmn模)的光强分布特性和传输特性;同时,研究了大模场光纤参数如纤芯直径、纤芯折射率和包层折射率等不同时典型低阶LPmn模式的光强分布特性和传输特性的变化规律;并且计算了各典型的低阶LPmn模式的M2因子,讨论了光纤激光光束质量因子的特点及随光纤参数的变化规律。     

双包层光纤中泵浦光线的理论分析

在几何光学的基础上,采用解析的方法分析了双包层光纤激光器的泵浦问题,讨论了内包层中泵光的传输行为.推导了传输过程中不同的光线与纤芯中心轴的距离,由此确定了能够产生泵浦作用的光线;之后,又进一步分析了对泵浦有贡献的光线在纤芯中走过的长度.     

水下光通信系统在非Kolmogorov湍流中的传输特性

湍流效应是限制水下无线光通信(underwater wireless optical communication,UWOC)系统性能的关键因素之一。在强海洋非Kolmogorov湍流中,首先以平面波和球面波为光源,研究了采用孔径接收的差分相移键控(differential phase-shift-keying,DPSK)调制的UWOC系统性能。接着,基于Gamma-Gamma信道模型,利用Whittaker函数推导出了平均误码率(average bit error rate,ABER)的解析表达式。最后研究了不同光束形状、调制方式、孔径尺寸以及非Kolmogorov湍流参数即内尺寸和幂率对ABER的影响规律。结果表明,UWOC系统采用球面波传输、DPSK调制在比较小的内尺寸和较大的幂率湍流下传输经孔径接收可以提升ABER性能。     

在湍流大气中传输时相干系统的抖动对远场的影响

为了研究相干合束激光在湍流大气中传输时,合束系统的抖动对远场的影响,采用惠更斯-菲涅耳原理推导了系统中单个光源因抖动造成偏离时的远场光强表达式。以正六边形阵列为例,分析了在不同湍流强度或者传输距离时,抖动对远场造成的的影响,并分别描绘了峰值光强及桶中功率不低于理想情况下92%时的抖动控制曲线。结果表明,抖动造成了远场的峰值光强和桶中功率的降低;当抖动范围相同时,随着湍流强度的减弱或者传输距离的减小,抖动的破坏更加严重。这一结果对研究湍流大气中的相干合束是有帮助的。     

强海洋湍流水下光通信系统误码率研究

水下无线光通信（underwater wireless optical communication,UWOC）系统具有宽带宽、低衰减、低延时时间、高安全、高速率等优点,可满足水下数据、图像、传感器网络、视频通信的高速需求,受到了广泛研究。然而,除了水下的吸收、散射效应外,湍流效应也会使光信号衰减和衰落,限制了UWOC系统的通信质量和传输距离。探讨了外差式差分移相键控（differential phase shift keying,DPSK）调制对误码率（bit error rate,BER）的提升能力。假定强海洋湍流信道为Gamma-Gamma分布,利用改进的Rytov方法,得出了UWOC系统采用平面波和球面波传输时的闪烁系数表达式。借助于Whittaker M函数推导了DPSK调制的UWOC系统采用这两种光波传输时BER的解析式,并利用数值结果验证了解析结果的正确性。应用解析公式,仿真分析了DPSK调制的UWOC系统采用两种光波在三种重要的海洋湍流因素和通信距离下的BER,并对比分析了DPSK调制与OOK调制的BER。仿真结果表明,UWOC系统采用DPSK调制和球面波传输,在较小的均方温度耗散率、较小的温度和盐度波动对海洋湍流贡献的比值、较大的湍流动能耗散率的海洋中及通过较短的通信距离传输可以得到更优的BER。