检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机科学 2023年第6期50卷 45-51页

作者：金洁茜谢和虎杜配冰全哲姜浩湖南大学信息科学与工程学院长沙410082 中国科学院数学与系统科学研究院北京100190 西北核技术研究所西安710024 国防科技大学计算机学院长沙410073

当矩阵的规模较大或者条件数较高时,格拉姆-施密特(Gram-Schmidt)正交化算法和其相关修正算法时常表现出数值不稳定性的现象。为了解决该问题,探索了修正Gram-Schmidt算法(MGS)中舍入误差的累积效应,然后基于无误差变换技术和双倍双精... 详细信息

当矩阵的规模较大或者条件数较高时,格拉姆-施密特(Gram-Schmidt)正交化算法和其相关修正算法时常表现出数值不稳定性的现象。为了解决该问题,探索了修正Gram-Schmidt算法(MGS)中舍入误差的累积效应,然后基于无误差变换技术和双倍双精度算法,设计并实现了双倍双精度修正Gram-Schmidt正交化算法(DDMGS)。该算法的精度测试中显示所提算法较分块施密特正交化(BMGS_SVL,BMGS_CWY,BCGS_PIP与BCGS_PIO)的变体算法具有更好的数值稳定性,证明了DDMGS算法能够有效地减少矩阵的正交性损失,提升数值精度,展示了所提算法的可靠性。在算法的性能测试中,首先计算并比较了不同算法的浮点计算量(flops),随后将所提DDMGS算法与修正施密特正交化算法在ARM和Intel两款处理器上作比较,虽然DDMGS算法的运行时间分别是MGS的5.03倍和18.06倍左右,但获得了明显的精度提升效果。

关键词：施密特正交化算法 QR分解无误差变换双倍双精度算法舍入误差浮点算术

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相干光通信系统中QPSK调制解调研究与实现

相干光通信系统中QPSK调制解调研究与实现

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作者：白佳俊西安理工大学

学位级别：硕士

相干光通信系统因为探测灵敏度和传输速率较高成为了国内外研究的重点,采用正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制方式的相干光通信系统会增加传输容量。但是采用QPSK调制方式的相干光通信系统,会引起正交失衡、频率和... 详细信息

相干光通信系统因为探测灵敏度和传输速率较高成为了国内外研究的重点,采用正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制方式的相干光通信系统会增加传输容量。但是采用QPSK调制方式的相干光通信系统,会引起正交失衡、频率和时钟偏移等问题,影响系统性能。本文搭建相干光通信实验平台,对QPSK中频信号进行解调,最后对QPSK系统解调性能进行测试,验证了 QPSK通信系统的有效性。论文主要工作和内容如下:1、介绍了相干光通信系统的原理,阐述了 QPSK的电光调制工作原理、中频信号解调工作原理以及实现的框图,最后叙述了正交失衡补偿算法、频偏估计算法、载波恢复算法以及位同步算法的原理,并给出了具体的工作流程图。2、QPSK中频信号解调算法分析与实现,首先采用施密特正交化算法完成了 I、Q两路中频信号的正交化;其次研究了频偏对中频信号解调的影响,分析了基于相位差和FFT两种频偏估计算法的性能;然后提出了一种基于松尾环的载波恢复方法,并验证了松尾环路的有效性;最后采用Gardner算法实现时钟恢复,分析了 Gardner算法的工作原理,搭建实验系统验证了 Gardner环的正确性。除此之外还分析了噪声对解调系统的影响。3、搭建QPSK调制解调实验平台,实现了 QPSK中频信号的解调,并产生了基带波形图和星座图;在给定不同信噪比下,分析了 QPSK中频信号解调后的实际误比特率的值,并与理论值作比较,最后研究了 QPSK信号接收光功率与误码率的关系。结果表明,施密特正交化算法可以有效改善畸变的星座图,松尾环和Gardner环可以有效的实现载波恢复和位同步;解调后的星座图分布在正方形的四角,且聚集性较好,基带信号波形包络完整,系统可以在较短的时间内锁定输出,输出码元稳定且误差较小;QPSK信号在误码率为10-3的情况下,经过信道传输后的接收光功率比理论值增加了2.4dB;在误比特率为10-2下,理论和实验结果曲线在信噪比较低的情况下只相差1.1dB,说明解调性能良好。

关键词：相干光通信裁波同步算法时钟恢复算法频偏估计算法施密特正交化算法

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相干光通信系统中QPSK调制解调实验研究

相干光通信系统中QPSK调制解调实验研究

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作者：李鹏霞西安理工大学

学位级别：硕士

相干光通信因其具有较高的探测灵敏度、传输速率及频谱利用率而备受关注。在相干光通信系统中,由于正交失衡、频率偏移、时钟偏移等使信号特性变差,造成通信质量下降。本文采用数字信号处理技术对接收信号进行损伤补偿,继而恢复基带信号... 详细信息

相干光通信因其具有较高的探测灵敏度、传输速率及频谱利用率而备受关注。在相干光通信系统中,由于正交失衡、频率偏移、时钟偏移等使信号特性变差,造成通信质量下降。本文采用数字信号处理技术对接收信号进行损伤补偿,继而恢复基带信号,提高通信质量。论文主要工作包括以下几个方面:1.相干光通信系统中正交相移键控(Quadrature phase shift keying,QPSK)调制解调基础的分析与研究。研制了相干光通信系统实验平台,分析了 QPSK调制原理并进行了实验研究。对常用的正交失衡算法和载波恢复算法的优点及不足进行了总结。***中频信号相干解调的分析与实现。主要分析了相干接收机输出的两路中频信号正交失衡原因,利用搭建的实验平台研究了角度失衡和幅度失衡对相干光通信系统性能的影响,并通过施密特正交化算法对非正交的中频信号实现了正交化;对施密特正交化算法、载波恢复算法及位同步算法的实现过程进行了详细的理论推导。***调制解调的实验研究。实验验证了噪声及频率偏移对相干光通信系统性能的影响;分析了环路带宽及噪声对Gardner环的环路收敛性能及相干光通信系统性能的影响,验证了松尾环和Gardner环的工作性能。结果表明:中频信号经过施密特正交化算法校正后,得到的带载波QPSK信号星座图由椭圆形校正为圆形。采用松尾环实现载波恢复时,在环路捕获带为-250k-Hz～3 00kHz之间可较好的实现载波恢复。采用Gardner算法实现时钟恢复时,在环路带宽为800kHz,信噪比为15dB情况下都可实现环路的捕获、跟踪,说明Gardner环性能良好。

关键词：相干光通信施密特正交化算法载波恢复算法位同步算法

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