基于移相光量化的任意波形全光模数转换

全光模数转换器(ADC)在高速信号处理领域有重要应用。研究了基于偏振光干涉的移相光量化(PSOQ)全光模数转换器的频率响应特性。实验中将不同频率的正弦信号经过4bit移相光量化全光模数转换器量化编码后,得到对应的数字信号。通过离散傅里叶变换,获得各个频率点的频谱。对频谱进行分析,得到不同频率下全光模数转换器的响应范围为74.07dB～74.22dB,响应起伏小于0.15dB。在此基础上,对频率为1GHz的三角波信号进行全光量化,并得到3.31bit的有效量化精度。结果表明,移相光量化方案的频率响应特性较好,验证了该方案应用于任意波形全光量化的可行性。     

DBF-SAR系统1 bit量化的可行性分析

该文针对DBF-SAR系统数据率巨大的问题,研究了在低信噪比条件下1 bit量化的可行性。提出了两种信号处理方法:(1)回波1 bit量化;(2)回波和距离向匹配滤波器都1 bit量化。通过理论分析和仿真验证,1 bit量化的两种处理方法均能正确反映出目标位置及散射特性,不影响图像空间分辨率,但会产生虚假目标并抬升旁瓣,且虚假目标幅度随着回波信噪比的升高而增大。因此仅在单通道回波信噪比低于5 dB左右时使用1 bit量化才有意义。     

基于分裂超连续光谱的全光量化方案研究

全光模数转换是全光通信中很重要的一个环节,它利用光子学的高带宽、高精度,可以用来实现高采样速率、高比特精度的模数转换.全光量化是其中的一个核心步骤,决定了转换的速度和精度.提出了一种基于分裂超连续光谱的全光量化方案,并通过仿真软件设计光路对该方案进行了仿真.结果表明,该方案是行之有效的.     

基于半导体光放大器马赫曾德尔干涉仪级联结构的全光3位比较器的仿真

全光信号处理是高速光通信网络的一个关键技术。光头识别作为实现全光分组交换的关键技术之一,通过使用全光比较器可以实现。提出基于半导体光放大器马赫曾德尔干涉仪(SOA-MZI)级联结构的全光3 bit比较器,通过数值模拟对其进行了仿真研究,仿真速率为10 Gb/s。模拟结果显示输出信号质量良好,峰值功率超过7 mW,消光比为48 dB,脉冲半峰全宽为(FWHM)8.5 ps。输出脉冲具有较高的强度和稳定性。     

数字信号处理中信噪比影响因素分析

针对实际信号处理系统信噪比相比理论仿真存在较大恶化的问题,分析了AD器件对数字信号处理结果的影响,以及AD器件的信噪比和有效位数之间的关系;基于简单的信号处理模型,仿真分析了数字信号处理过程中,本地信号的量化位数对信号处理结果的信噪比、信噪谐波比和有效位数的影响。分析结果表明,量化位数增加会提高信噪比,数字信号处理过程中2 bit量化和12 bit量化信噪比相差30 d B左右。针对AD器件选择和信号处理过程设计方面提出了获得较高信噪比的建议。     

基于加权网络的DRFM干扰PD雷达特征研究

数字射频存储器(DRFM)通过对雷达信号进行复制和调制,能对雷达产生良好的干扰效果。基于加权网络分析了3bit相位量化DRFM干扰信号特性,提出利用等均值离散的方法求得加权网络的加权值,建立了3bit相位量化DRFM时域波形表达式,分析了3bit相位量化DRFM干扰信号的频谱特性。利用PD雷达模型对DRFM干扰效果进行了分析,仿真证明DRFM对PD雷达具有良好的干扰效果。     

低延迟话音编码算法的增益优化与混合窗设计

G.728标准将增益滤波器的偏移不适当地处理成常数32dB,相当于将20～30ms内短时平稳的语音信号不适当地按整个时间轴上的平稳信号对待。对增益滤波器的改进必然涉及优化混合窗。该文提出一种估计平均分段信噪比的方法用来设计混合窗参数,并导出激励增益的精确表示。以此为基础,将Jayant的自适应量化与G.728的增益预测结合起来,提出一种适合于设计低时延码激励线性预测(LD-CELP)的增益码书的方案。用此方法,激励的精确值经自适应预测和量化后,3bit自适应量化和4bit自适应量化分别比G.728的固定量化有0.5dB和6dB的信噪比的改善。当采用4bit自适应量化和64码字的波形码书,比G.728复杂性降低20%,同时信噪比提高1dB。     

基于半导体光放大器的全光信号处理研究进展

本文介绍了基于半导体光放大器非线性光学特性的全光信号处理研究进展。探讨基于半导体光放大器的光波长转换,光信号再生、光逻辑门以及光信号的码型转换等全光信号处理单元。分析国内外各种全光信号处理方案,总结其特色,并对未来发展趋势以及光子集成提出了展望。     

基于加权网络的3 bit相位量化DRFM干扰信号特征分析与研究

利用数字射频存储器(DRFM)对雷达信号进行复制和调制,能对雷达产生良好的干扰效果。对基于加权网络的3bit相位量化DRFM干扰信号特性进行了分析,提出了利用等均值离散的方法求得加权网络的加权值,建立了3bit相位量化DRFM时域波形表达式,探讨了3bit相位量化DRFM干扰信号的频谱特性,利用脉冲多普勒(PD)雷达模型对DRFM干扰效果进行了分析,仿真证明DRFM对PD雷达具有良好的干扰效果。     

正弦参数自适应联合量化

为实现音频信号的低速率编码,提出一种正弦参数量化的新方案.该方案利用人耳掩蔽效应和实时参数统计特性,基于高速率原理建立并显式求解率失真优化问题,得到具有解析形式的参数量化器,实现了在正弦分量间和正弦参数间动态分配编码比特.本量化方案无迭代运算过程,适合实时低速率音频编码应用.与经典方法比较,平均比特速率每正弦减少约17%.当速率大于15bit/正弦,重建信号的感觉失真小于球形量化方案.     

低速率WI编码器中4~6bit基音量化算法研究

基音在语音编码中通常采用7bit无失真均匀量化。由于浊音段语音的基音普遍具有缓慢渐变的特点,为了更有效地去除前后帧基音之间存在的相关性,该文基于Eriksson和Kang提出的4bit基音量化算法,针对汉语语音进行研究,实现了一套4~6bit基音量化算法。该算法计算简单,无需码书存储。将此基音量化方案应用于WI模型和WI编码器,主观A/B听力测试结果表明,该方案在高效量化基音的同时保证了合成语音质量几乎没有损失,完全满足低速率WI编码器对量化基音的要求。     

利用自相关矩阵的量化合作频谱感知方法

为了改善认知无线电的频谱感知性能,提出一种基于自相关矩阵的量化合作频谱感知方法,对各认知用户的本地检测结果采用多个判决门限进行有限位的量化,在融合中心采用加权投票准则对该量化信息综合处理,得出最终判决.该方法是一种盲感知方法,不需要知道主用户信号的先验知识和噪声方差信息.具体讨论了一种2 bit量化合作频谱感知方案,并将其与传统的基于能量检测的合作频谱感知方案作比较.理论分析和仿真结果表明,该方案可以有效提高频谱感知能力.     

5-bit 1.25GS/s Flash ADC的设计及数字后台校正的实现

-本文设计了一款高速的全并行模数转换器,并基于Volterra级数设计了校正反模型,对此款ADC进行了数字后台校正。首先,基于0.18 CMOS设计了一个采样频率为1.25GHz分辨率为5位的Flash ADC,该ADC采用分布式采保结构对输入信号进行量化。同时,基于Volterra级数,实现了数字后台校正模型的设计,并基于此模型对所设计的高速Flash ADC的非线性进行了补偿和校正。仿真结果表明,ADC的输出信号谐波得到了很好的抑制,当输入信号频率为117.1M时,有效位数达到了4.83bit;当输入信号接近奈奎斯特频率时,有效位数达到了4.74bit。     

高光谱微波辐射计宽带高速数字系统设计

高光谱微波辐射计是基于频谱分析技术的精细谱段微波辐射计,通过增加探测通道实现高垂直分辨率大气探测,解决传统微波辐射计通道数少,频谱分辨率低的问题.该系统采用高性能模数转换器(Analog-to-Digital Con-verter,ADC)实现对模拟输入信号进行10Gsps采样,8bit量化,并基于高性能现场可编程门阵列(Field Programming Gate Array,FPGA)芯片获取输入信号的功率谱.文章详细介绍了宽带高速数字系统设计、器件选型和测试方法,给出了测试结果,分析表明硬件系统设计符合设计要求.     

基于PolSK调制格式的FWM型全光比较器

文章提出了一种利用偏振移位键控(PolSK)信号光,基于半导体光放大器(SOA)中的四波混频(FWM)效应的超快全光比较器方案.该方案由于采用了功率恒定的PolSK信号光,可以消除SOA中的码型效应.通过数值模拟,研究了两输入信号光功率、SOA注入电流以及有源区长度对超快全光比较器输出特性的影响.     

密集多径环境下超宽带信号的快速捕获

提出了一种新颖的密集多径环境下超宽带信号的快速捕获方法,即分块量化比特翻转搜索。这种方法综合了比特翻转搜索(bit reversal search)与分块量化搜索并作出了改进。仿真结果表明此方法可以显著提高在密集多径环境下超宽带信号的捕获速度。     

相位编码全光AND逻辑门的研究

基于SOA-MZI波长变换器实现OOK格式信号的相位编码,同时利用半导体光放大器的简并四波混频效应提出了相位编码逻辑与门的实现方案。利用半导体光放大器的分段模型对提出的方案进行了仿真验证,结果表明提出的方案能够实现相位编码信号的全光逻辑与操作。     

基于PPLN波导的全光普通4线——2线编码器研究

全光逻辑与全光运算是全光网中的关键技术,目前全光逻辑运算器件不全,为了扩展逻辑运算器件在全光领域的应用,笔者在另一篇论文中提出了基于PPLN波导的全光普通4线-2线编码器的设计方案,该方案利用五个PPLN波导前后级联最终实现普通4线-2线编码器两路输出信号的逻辑。文章主要对该设计方案进行了数值计算和仿真,得到了各路信号波形和眼图,计算了消光比,对比了脉冲宽度和峰值功率延迟时间。从仿真波形和计算结果来看,全光普通4线-2线编码器的设计方案能实现全光普通4线-2线编码器的逻辑功能,且质量较好,延拓了全光逻辑运算器件的思路,为研究新型全光逻辑运算器件提供参考。     

全光加密 A?B 逻辑门的实验研究

针对光传输系统单波长信号全光加密的应用需求,基于流密码体制开展了光传输系统物理层全光加密技术的理论分析,设计了基于 SOA-XGM(半导体光放大器-交叉增益调制)的全光 A?B 逻辑门的实验方案,并在实验室搭建了实验系统。实现了速率为10 Gbit/s 的 A?B 逻辑处理,分析了探测光信号功率、泵浦光信号功率和 SOA 注入电流等主要参数对逻辑门输出信号质量的影响,实现了明文光信号的全光加密。     

全光加密A逻辑门的实验研究

针对光传输系统单波长信号全光加密的应用需求,基于流密码体制开展了光传输系统物理层全光加密技术的理论分析,设计了基于SOA-XGM(半导体光放大器-交叉增益调制)的全光A逻辑门的实验方案,并在实验室搭建了实验系统。实现了速率为10Gbit/s的A逻辑处理,分析了探测光信号功率、泵浦光信号功率和SOA注入电流等主要参数对逻辑门输出信号质量的影响,实现了明文光信号的全光加密。