摘要：为了克服传统井下通讯方法的不足,提出一种振动波井下通讯技术,开发了振动波井下通讯系统,进行了现场试验,并将该技术应用于分层注水。理论和实验研究表明,油套管振动波传输呈通阻带交替分布,据此制定了多基频传输策略,采用开关键控调制和曼彻斯特编码方式对振动信号进行处理,将控制信息加载到振动波。研发了振动信号发生系统,实现电能到振动波能量的可控转换。研发了振动波接收解码系统,以微振加速度传感器作为信号拾取元件。设计了振动波井下远程传输测试系统,并进行了井下通讯现场试验,验证了振动波井下通讯技术的可行性以及通讯系统的准确性和可靠性,得到了套管振动波信号的衰减特性。该技术已成功应用于分层注水,在井筒控制领域有广阔的应用前景。

摘要：根据水下可见光通信长距离传输的需求,对水下光通信信道进行建模仿真,并设计了一种基于数字信号处理的高灵敏度水下光通信发收机。在发收机中采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)进行开关键控(OOK)调制、编码以及有限长单位冲激响应滤波器滤波(FIR)、自适应门限判决、滑动均值滤波等数字信号处理手段提高系统信噪比及误码性能,并在不同水质环境中进行水下光通信实验,对整体通信系统进行误码率分析,验证系统性能。实验结果表明,在满足误码率等于10^(-6)条件下,接收机灵敏度可以达到-38 dBm。实验证明该通信系统在码速率5 Mbps、误码率10^(-6)条件下在Ⅰ类水质中传输距离达到20 m,Ⅱ类水质中传输距离10 m,Ⅲ类水质中传输距离可以达到4.5 m。

摘要：与传统无线通信技术相比,新兴的无线通信技术——可见光通信(visible light communication,VLC)具备照明和通信双重功能,因具有不占用无线电频谱,没有电磁干扰和辐射等优点而受到广泛关注。在已有的可见光通信技术研究的基础上,对可见光调制和编码方式进行了进一步研究,提出了一种发光二极管(light emitting diode,LED)光源布局方式并设计了专门的驱动电路,实现了大范围的可见光覆盖,设计并实现了基于移动场景下的可见光通信系统。在可见光发送端距离接收端3 m的情况下,实现了接收端在移动状态下的灵敏接收(接收时延200ns),可见光通信速率可达到0.5 Mbit/s,有效光覆盖范围达到5 m×5 m。

摘要：针对高速电容型数字隔离器在"低速"应用下的高电流消耗问题,基于TSMC 180nm BCD工艺设计了一种基于OOK调制的低静态功耗全差分数字隔离器结构.通过发送机的逻辑控制电路产生的三组开关信号及振荡器模块产生的载波信号,提出的结构实现了对输入信号的调制.在传输信号频率变化时,基于跨导线性环结构的中点电位偏置电路将差分信号的直流电压均稳定在VDD/2附近,从而有效避免接收端直流电平衰减造成的误码.经由前置放大器放大后,接收端信号通过双阈值比较器完成解调.PVT仿真表明,在输入电源电压3~5.5V范围内,均可实现最高10Mbps传输速率,典型传输延时为13ns;典型情况下静态功耗仅为1.3mA,在1Mbps及10Mbps速率下的典型动态功耗分别为4mA及4.8mA.此设计支持多通道扩展,可通过共享内部振荡器及偏置模块进一步减小单通道平均功耗;此外隔离器在最高10Mbps输入PRBS(Pseudo-Random Binary Sequence)码下仍可准确解码,证明了此结构具有较强的传输鲁棒性.

摘要：设计了一款用于室内点对点单向无线传输的光通信系统。该系统采用白光LED作为传输载体,STM32作为主控单元,开关键控驱动作为基本调制方式,在满足室内照明的前提下,设计了发射与接收装置电路、LED调制发射电路、接收解调电路、信号放大电路、电源模块电路。制作的样机系统最终实现了对26个字母连续每隔1s传输1000次,传输记录140cm、误码率为零的测试。

摘要：结合孔径平均技术,研究了湍流和瞄准误差联合效应信道下圆偏振移位键控(CPOLSK)调制的误码率和中断概率性能。基于Meijer G函数,推导了CPOLSK调制误码率和中断概率的闭合表达式;仿真研究了归一化波束宽度、归一化抖动标准差以及接收孔径对系统平均误码率、中断概率的影响,进行了数值分析,并与开关键控调制(OOK)的误码率进行了比较;通过蒙特卡洛仿真,对基于偏振调制的自由空间光(FSO)通信系统性能的数值分析结果进行了验证。结果表明:同一条件下,CPOLSK调制的误码率性能优于OOK调制;归一化波束宽度对系统性能的影响是非线性的,存在最优值;随着归一化抖动标准差的增大,系统的性能会下降;增大接收孔径尺寸,可以有效地提高系统的性能。研究结果对FSO通信系统的设计具有实际指导意义。

摘要：针对功率半导体器件不断提升的开关频率和工作电压等级使得传统的栅极驱动电路面临着传输延时长、共模瞬态抑制能力(CMTI)不高等一系列缺点,设计了一种电容隔离式的栅极驱动电路,该驱动电路分为低压侧发射端和高压侧接收端2个部分。提出了一种预放大器结构可增强栅极驱动电路的抗噪声能力;也提出了一种改进型包络解调结构可有效降低信号解调的脉冲宽度失真。后仿真结果表明:此栅极驱动电路的CMTI能力高达100 kV/μs,信号典型传输延时为77 ns,脉冲宽度失真为2 ns。

摘要：文章针对可见光音频模拟传输通信系统中抗干扰能力差以及LED频闪问题,设计了基于可见光的音频数字传输系统。介绍了可见光数字调制原理,设计了可见光通信系统的发送端和接收端电路,并通过实验测试验证了系统的性能。

摘要：提出一种基于载波抑制混频与载波偏置功率合成的高速太赫兹无线通信方案。发射端利用载波抑制混频器和载波偏置功率合成在140 GHz载波上实现了开关键控(OOK)调制;接收端利用包络检波接收器进行检波接收。分别开展了不同混频本振功率及偏置功率下的检波响应实验、不同基带信号功率及偏置功率下的检波响应实验,以及不同输入功率下的检波响应实验。实验结果对OOK调制器设计,以及OOK类通信系统的优化均具有较好的指导意义。最后,利用优化的系统参数在70 cm距离上实现了140 GHz,16 Gbps的无线通信,系统误码率(BER)优于10^(-5)。