西安邮电大学电子工程学院, 陕西 西安 710121
针对水下无线光通信(UWOC) 中海水信道的衰减特性和系统自噪声对调制性能的影响, 提出了一种改进的 Gardner 定时同步算法, 建立了基于偏移正交相移键控(OQPSK) 调制的 UWOC 系统模型, 仿真分析了 OQPSK 调制系统中水质和传输距离对误码率(BER) 性能的影响规律。结果表明, 与正交振幅调制(QAM)、四相相对移相键控(QDPSK)、开关键控(OOK) 调制的系统相比, 当系统 BER 达到 10-3 时, 采用 OQPSK 调制可分别获得 2.2、4.4、6.2 dB 左右的增益。与 OOK 调制相比, 采用 OQPSK 调制可获得 2.3～8.2 m 的距离增益。在衰减较大的水下信道中, 提出的 Gardner 算法较好地改善了 OQPSK 调制信号的同步性能, 与传统算法相比, BER 明显降低, 可获得约 12.5～14.2 dB 左右的增益。
光通信 水下无线光通信系统 定时同步 偏移正交相移键控调制 Gardner 算法 optical communication underwater wireless optical communication system timing synchronization offset quadrature phase shift keying modulation Gardner algorithm
1 重庆邮电大学 a.通信与信息工程学院
2 b.新一代宽带移动通信重点实验室,重庆 400065
针对多输入多输出(MIMO)电力线通信(PLC)系统中的脉冲噪声造成定时同步不准确的问题,文章提出了一种基于MIMO PLC系统的正交频分复用(OFDM)符号定时同步算法,利用差分相关和最大比合并(MRC)提高同步性能。在2×2 MIMO PLC信道模型下,两个发送端口发送自相关性和互相关性良好的前导序列,在接收端通过设置阈值过滤电力线中的脉冲噪声,采用改进的延时自相关算法实现定时粗同步。利用窗口求和方法减小精同步的估计范围后,通过差分相关和MRC联合算法完成定时精同步。相比互相关算法,所提算法有2 dB的提升。仿真结果表明,该方法同步性能明显优于传统互相关算法。
多输入多输出 电力线通信 定时同步 差分相关 MIMO PLC timing synchronization differential correlation
五邑大学智能制造学部粤港澳工业大数据协同创新中心, 广东 江门 529020
同步模块作为正交频分复用(OFDM)系统中的关键模块,是数据解调和信道估计的基本前提。由于基于OFDM的可见光通信(VLC)系统对同步误差敏感,符号定时偏移(STO)估计的准确性直接影响系统性能。针对直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)系统,提出了一种基于奇偶对称性的符号定时偏移估计方法。该方法通过设计具有奇偶对称结构的训练符号,使其能够产生理想的类脉冲定时度量,从而实现出色的符号定时估计精度。通过计算机仿真测量定时偏移估计的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和误码率(BER),以评估所提方法的性能,并与两个基线方法(Park方法和Guerra方法)进行比较。仿真结果表明,这种新的符号定时同步方法在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径衰落信道上均优于上述方法,这验证了该方法在DCO-OFDM系统中的有效性。
光通信 可见光通信 正交频分复用 定时同步 定时偏移估计
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
精密定时已成为很多大型先进科学装置的必备技术,而定时精度是这些大型仪器实现其最终目标的关键因素。本文回顾了近年来定时技术的进展,包括不同类型的信号源(激光、微波和X射线脉冲)的定时测量方法,以及基于自由空间链路和光纤的大型定时同步系统。最后简单讨论了目前定时系统的主要限制因素及未来可能的研究方向。
激光光学 定时表征 定时同步 锁模激光器 自由电子激光器
1 北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100191
2 北京林业大学信息学院，北京 100083
3 北京信威集团，北京 100193
为使现有遥测脉冲编码调制/调频(PCM/FM)系统中的定时同步环路可直接用于多符号检测(MSD)，从而降低系统的复杂度，提出了一种适用于遥测 PCM/FM MSD的位同步算法。该算法采用 MSD的似然比作为定时估计的统计变量，据此可直接利用传统 PCM/FM限幅鉴频接收机中的定时同步环路来实现位同步。与传统的基于“迟早门”的 MSD位同步算法相比，所提算法节省了一个 MSD支路的运算，极大降低了接收机存储和计算资源。此外，所提算法采用 Gardner算法作为定时误差检测单元，便于高速实现；所提算法的定时估计误差的归一化方差在低信噪比区仍小于 0.01，满足遥测接收机的要求，且误比特率 (BER)性能与理想同步情况相比，几乎没有损失。
多符号检测 遥测接收机 位同步 误比特率性能 Gardner算法 Multi-Symbol Detection range telemetry receiver symbol timing synchronization Bit Error Rate performance Gardner algorithm 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(3): 385
1 河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300401
2 天津市电子材料与器件重点实验室, 天津 300401
针对传统定时同步算法的副峰干扰和低信噪比(SNR)下定时不稳定的问题,提出了一种基于伪随机噪声(PN)序列的定时同步算法。根据PN序列良好的延迟相关性和对称相关性,重新设计了训练序列的结构,并优化了定时度量函数的计算方法。仿真结果表明,改进算法的定时度量估计曲线只存在一个峰值,消除了副峰干扰。在循环前缀为四分之一符号长度与低SNR的情况下,仍可实现准确和稳定的定时。
光通信 光纤通信 相干光正交频分复用系统 伪随机噪声序列 定时同步 定时度量函数
1 河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300401
2 天津市电子材料与器件重点实验室, 天津 300401
提出了一种基于恒幅零自相关(CAZAC)序列的定时同步算法。该算法的CAZAC训练序列由4部分构成,分为6个定时窗口,利用序列的共轭对称和偶对称特性进行相关运算,通过6个窗口相乘得到定时度量函数。仿真结果表明,利用所提算法可获得具有唯一脉冲状峰值的定时度量函数曲线,消除了定时平台以及旁瓣干扰。同时,在信噪比和色散较大的变化范围内,所提算法仍具有较好的定时稳定性。
光通信 光纤通信 相干光正交频分复用 定时同步 恒幅零自相关序列
重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
针对大定时误差下串行级联脉冲位置调制(SCPPM)同步难的问题，提出一种基于期望最大化(EM)算法估计的SCPPM码辅助迭代定时同步方法。该方法首先由SCPPM译码输出软信息构造出评价函数，先进行大范围定时偏移的粗同步，之后再利用EM算法进行细同步，并且通过简化评价函数以及搜索方式降低同步算法的复杂度。仿真结果表明，该方法能够在大定时误差下有效地实现系统同步，与使用EM算法相比，其有效同步范围得到了大幅提高。
空间光通信 SCPPM码 期望最大化算法 码辅助 迭代定时同步 space optical communication SCPPM code EM algorithm code assistant iterative timing synchronization
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
2 中国电子科技集团公司 第五十四研究所 遥控遥测专业部, 石家庄 050081
报道了一种基于光纤链路的飞秒精度的时钟分布方案。一台被动锁模的光纤飞秒激光器输出的超短脉冲序列作为主时序，通过2 km的普通单模光纤链路分发，利用平衡光学互相关技术探测传输中积累的时钟延迟误差，由光纤拉伸器和步进电机相结合在本地主动补偿，在2 h内的时钟分布稳定度优于10-18，时钟延迟标准差为1.1 fs。
飞秒激光 时钟同步 X射线自由电子激光器 平衡光学互相关 光纤链路 femtosecond laser timing synchronization X-ray free electron laser balanced optical cross-correlation fiber link 强激光与粒子束
2016, 28(5): 055102
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
提出了一种测量惯性约束核聚变(ICF)激光驱动器靶点处多路光束时间同步的方法。首先测量参考光路脉冲到达靶点与到达基准点之间的时间间隔，然后测量待测光路脉冲到达靶点与参考光路脉冲到达基准点之间的时间间隔，计算得出待测光路脉冲与参考光路脉冲到达同一靶点的同步时间差。分析结果表明多束激光束间时间同步测量精度小于25.2 ps，测试技术和方法具有简单高效的特点，已成功应用于ICF激光驱动器多路强激光时间同步精密诊断。
测量 时间同步 靶点 示波器 光电管 多束激光
