Academic literature on the topic 'Digital signal transmission'

Terahertz signal transmission in DNA is simulated and analyzed using molecular dynamics and digital signal processing techniques to demonstrate that signals encoded in vibrational movements of hydrogen bonds can travel along the backbone of DNA and eventually be recovered and analyzed using digital signal processing techniques.

The article examines the possibility of increasing the normalized throughput of digital troposcatter stations on the way of using space-separated signal transmission. Shown is a block diagram of the transmitting path of a digital troposcatter station with space-separated signal transmission. Methods of separation at the reception of signals acting at the input of the space-time coding device of the transmission path of the microwave digital troposcatter station are analyzed. Three methods of signal addition are considered in detail: linear addition; auto selection; optimal (quasi-optimal) addition. Various variants of addition are analyzed: before the demodulator and after the demodulator. The calculation of the normalized channel capacity as a function of the signal-to-noise ratio for the case of two transmitting antennas with known and unknown channel matrices is carried out. It was found that with two transmitting antennas and an unknown channel matrix, the normalized bandwidth does not differ from the case of using one transmitting antenna. The effect of cross-polarization isolation on the normalized channel capacity is analyzed, when one transmitting antenna emits signals of horizontal polarization, and the second transmitting antenna emits signals of vertical polarization. The values of the error probability are obtained for spatially-separated signal transmission to two transmitting antennas for two laws of distribution of a random variable - Rayleigh and Rice. The Rice distribution law of a random variable, the error probability is expressed through the modified zero-order Bessel function. The calculated data are shown in the table. The calculation was carried out in two frequency ranges allowed for the use of troposcatter communication facilities and for a channel without fading and for a channel with intersymbol interference.

To improve the quality of the signal transmission and increase the bandwidth in the photoelectric tracking equipment, a kind of mixed transmission design of low-speed digital signals and high-speed digital video signals in use of optical fiber has been carried out. And in the system the high-speed parallel and serial transmission cells realizes the serial and de-serial of the digital video signals in use of the Agilent chip of HDMP-1032/1034, the optical fiber transmits the high-speed optical signals as the transmission media. The signal transmission bandwidth can be up to over 500MHz in use of optical fiber, otherwise the signal transmission quality and environment adaptability has been improved greatly.

The wireless video monitoring system contains the video acquisition device,video transmission device,video storage device and VGA display device.In this paper,we use video acquisition device to collect video siganals in real-time.The analog video signal is transmitted by using wireless technology.The video signal is converted to a digital signal by using the dedicated A/D chip. At the same time ,the YCrCb signals will be converted into RGB signals by the format converting module.Then,the digital RGB signals are converted to analog RGB signals through the D/A,and they are finally displayed on the VGA monitor in real-time.The design mainly uses the wireless transmission technology to transmit analog video signals and uses ADV7181 to decode.The controlling system of FPGA deals with the decoded digital signals which will be transmitted to the D/A and the data finally will display in real time.

Nowadays, in order to improve the quality of signal transmission and reduce the signal attenuation and noise interference, the transmission digital baseband signal modulation become mainstream in today's signal transmission. For the digital baseband signal transmission performance of research helps us to understand the process of digital signal transmission. Firstly, using shift registers to produce m sequence, used to simulate the data signal and the pseudo random noise signal. Then, to design a low pass filter, used to simulate the channel. Data signal transmission in the channel was carried with additive random noise interference, we can measure signal interference by observing eye pattern at the receiving terminal. If to Manchester encoding of data signal, the receiver decoding output data signal can be extracted using the synchronous clock circuit to get the clock signal to synchronize, and display the eye pattern, which is used to evaluate the performance of the transmission system. And we put forward the optimization scheme of the digital baseband signal transmission performance through the research.

Signal monitoring and waveform analysis play a significant role in state-of-the-art signal processing and electronic measurement. Traditional oscilloscopes tend to be heavy and huge, which makes it impossible for outdoor signal measurement. In addition, most of those oscilloscopes can measure merely two signals simultaneously. This article proposes the design of multi-channel digital oscilloscope over common Android mobile device. In our system we use STM32 development board to implement up to eight input channels, data processing and wireless transmission. In addition, an Android application is designed for Wi-Fi data reception, respective waveform demonstration and derivation of each signal’s amplitude and frequency. In order to transmit up to eight digital signals simultaneously as fast as possible, we designed an algorithm where all signals’ data can be transmitted within a surprisingly small amount of wireless data. In our system test, wireless data transmission is implemented and each waveform can be recovered and demonstrated basically.

Le centre national d'études spatiales de Toulouse a envisagé, dans ses projets spot 2000 et radar 2000, la possibilité de remplacer les liaisons classiques (câble coaxial) reliant l'antenne active et le cur du satellite, par des liaisons à fibre optique. Cette étude a consisté à étudier le transport microonde d'une liaison optohyperfréquence. Celle-ci est réalisée à l'aide de composants optoélectroniques commerciaux fibres, et utilise la modulation directe de l'émetteur. Nous démontrons la possibilité d'améliorer le bilan de transfert de la liaison par l'adaptation d'impédance passive réactive des composants d'extremité. Une amélioration de l'ordre de 7 db a été obtenue dans une bande de 400 mhz autour de 2,2 ghz (20%). La caractérisation microonde de la transmission optique avec adaptation, menée à 2,2 ghz, a permis de relever des pertes d'insertion de 9 db, ainsi qu'une dynamique en sortie de 65 db. Mhz. L'étude du transport d'un signal microonde module a ensuite été entreprise. Après avoir comparé les divers types de modulation, nous nous sommes plus particulièrement attachés à analyser le comportement de la liaison, pour un signal hyperfréquence modulé en phase par un signal digital (modulation bpsk). Les principaux paramètres expérimentaux caractéristiques (plots de phase, réponse temporelle et spectrale,. . . ) n'ont montré qu'aucune dégradation significative n'était apportée par le transport optique. Le prolongement de ce travail a consisté à augmenter la fréquence du signal microonde dans la liaison optique. Une première démonstration a ainsi été réalisée à 6 ghz sur une liaison utilisant des composants de laboratoire fabriqués à thomson-lcr. Nous avons également envisagé l'utilisation des non-linéarites du laser pour la régénération de signaux microondes harmoniques.

[ES] Los sistemas de transmisión óptica no-coherente se emplean actualmente en las redes ópticas de corto alcance (< 80 km), como son las redes de ámbito metropolitano. La implementación más común en el estado del arte se basa en sistemas que emplean multiplexación por división en longitud de onda (WDM, wavelength division multiplexing) de cuatro longitudes de onda (¿) proporcionando un régimen binario de 100 Gbps (4¿×25 Gbps). En los últimos años, los sistemas de transmisión ópticos no-coherentes están evolucionando desde 100 Gbps a 400 Gbps (4¿×100 Gbps). Dado que este mercado comprende un gran número de sistemas, el coste es un parámetro importante que debe ser lo más bajo posible. El objetivo de esta tesis es investigar distintos aspectos del procesado de señal en general y, específicamente, investigar nuevas técnicas de procesado digital de señal (DSP, digital signal processing) que puedan ser utilizadas en sistemas de transmisión óptica no-coherentes empleando la modulación por amplitud de pulsos (PAM, pulse-amplitude modulation). Para que una técnica DSP sea interesante en el contexto de una red óptica WDM no-coherente, esta debe mitigar de manera efectiva al menos una de las tres limitaciones principales que afectan a estos sistemas: limitaciones de ancho de banda, limitaciones por dispersión cromática (CD), y el ruido. En esta tesis se proponen y examinan una serie de algoritmos cuyo su rendimiento es analizado mediante simulación y experimentalmente en laboratorio: - Feed-forward equalizer (FFE): este es el esquema de ecualización más común que se emplea principalmente en las transmisiones ópticas no-coherentes de alto régimen binario. Puede compensar grandes limitaciones en el ancho de banda. - Estimación de la secuencia de máxima verosimilitud (MLSE): el MLSE es un detector óptimo y, por lo tanto, proporciona las mejores prestaciones en detección cuando se abordan las limitaciones por CD y de ancho de banda. - Conformación geométrica de la constelación: en los esquemas de modulación de intensidad óptica multinivel, la distancia entre los niveles de amplitud puede ajustarse adecuadamente (de manera que no son equidistantes) a fin de aumentar la tolerancia de la señal frente al ruido. - Conformación probabilística: técnica diseñada específicamente para esquemas de modulación multinivel. Esta técnica ajusta la probabilidad de cada nivel de amplitud de modo que se incrementa la tolerancia al ruido óptico. - Señalización de respuesta parcial (PRS, partial signaling response): este es un enfoque basado en DSP donde una interferencia entre símbolos (ISI, inter-symbol interference) controlada es introducida intencionalmente de tal manera que la señal resultante requiere menos ancho de banda. La técnica PRS puede adaptarse para combatir también el efecto de CD. - Pre-énfasis digital (DPE, digital pre-emphasis): esta técnica consiste en aplicar el inverso de la función de transferencia del sistema a la señal en el transmisor, lo que reduce el impacto de las limitaciones de ancho de banda en el receptor. - Modulación con codificación Trellis (TCM, Trellis-coded modulation): esquema de modulación que combina elementos de corrección de errores (FEC, forward error correction) con técnicas de partición en conjuntos y modulación multidimensional para generar una señal más resistente al ruido. - Modulación multidimensional por partición en conjuntos: muy similar a TCM, pero sin ningún elemento FEC. Tiene menos ganancias que TCM en términos de tolerancia al ruido, pero no es tan sensible al ISI. Utilizando estas técnicas, esta tesis demuestra que es posible lograr una transmisión óptica con régimen binario de 100 Gbps/¿ empleando componentes de bajo coste. En esta tesis también demuestra regímenes binarios de más de 200 Gbps, lo que indica que la transmisión óptica no-coherente con modulación PAM puede ser una solución viable y eficiente en coste
[CAT] Actualment, s'utilitzen sistemes òptics no coherents en xarxes òptiques de curt abast ( < 80 km), com són les xarxes d'àmbit metropolità. La implementació més comuna que podem trobar en l'estat de l'art es correspon amb sistemes emplenant multiplexació per divisió en longitud d'ona (WDM, wavelength division multiplexing) de quatre longituds d'ona (¿) proporcionant un règim binari de 100 Gbps (4¿×25 Gbps). En els últims anys, els sistemes de transmissió òptica no-coherents han evolucionat des de 100 Gbps cap a 400 Gbps (100 Gbps/¿). Atès que el mercat de sistemes de curt abast compren un gran volum de dispositius òptics instal·lats, el cost unitari és molt important i ha de ser el més baix possible. L'objectiu d'aquesta tesi és analitzar aspectes del processament de senyal en general i, específicament, investigar noves tècniques de processament digital de senyal (DSP, digital signal processing) que puguen ser utilitzades en sistemes de transmissió òptica no-coherent que utilitzen la modulació per amplitud d'impulsos (PAM, pulse-amplitude modulation). Per tal que una tècnica DSP es considere interessant per a una xarxa òptica WDM no-coherent, aquesta ha de mitigar efectivament almenys una de les tres principals limitacions que afecten aquests sistemes: limitacions d'ample de banda, limitacions per dispersió cromàtica (CD), i el soroll. En aquesta tesi s'examinen una sèrie d'algoritmes, el seu rendiment s'analitza per simulació i experimentalment en laboratori: - Feed-forward equalizer (FFE): aquest és l'esquema d'equalització més comú i s'utilitza bàsicament en les transmissions òptiques no coherents d'alt règim binari. Pot compensar grans quantitats de limitacions d'ample de banda. - Estimació de la seqüència de probabilitat màxima (MLSE): el MLSE és un detector òptim i, per tant, proporciona el millor rendiment quan es tracta de limitacions d'ample de banda i de CD. - Conformació geomètrica de la constel·lació: en esquemes de modulació òptica d'intensitat multinivell es pot ajustar la distància entre els nivells d'amplitud (de manera que ja no són equidistants) per augmentar la tolerància del senyal al soroll. - Conformació probabilística: una tècnica dissenyada específicament per als esquemes de modulació multinivell; ajusta la probabilitat de cada nivell d'amplitud de manera que augmenta la tolerància al soroll òptic. - Senyalització de resposta parcial (PRS, partial signaling response): és un enfocament basat en DSP on la interferència entre símbols (ISI, inter-symbol interference) controlada s'introdueix intencionalment de manera que el senyal resultant requereix menys ample de banda. La tècnica PRS es pot adaptar per combatre els efectes del CD. - Pre-èmfasi digital (DPE, digital pre-emphasis): aquesta tècnica consisteix a aplicar la inversió de la funció de transferència del sistema a la senyal en el transmissor de manera que es redueix l'impacte de les limitacions d'ample de banda en la senyal en el receptor. - Modulació amb codificació Trellis (TCM, Trellis-coded modulation): esquema de modulació que combina els elements de correcció d'errors avançats (FEC, forward error correction) amb tècniques de partionament de conjunts i modulació multidimensional per generar un senyal més resistent al soroll. - Modulació multidimensional per partició en conjuntes: molt similar a TCM però sense elements FEC. Té guanys menors que TCM en termes de tolerància al soroll, però no és tan sensible a l'ISI. Mitjançant l'ús d'aquestes tècniques, aquesta tesi demostra que és possible aconseguir una transmissió òptica amb un règim binari de 100 Gbps/¿ utilitzant components de baix cost. Esta tesi també demostra règims binaris de més de 200 Gbps, el que indica que la tecnologia no-coherent amb modulació PAM és una solució viable i eficient en cost per a una nova generació de sistemes transceptors òptics WDM funcionant a 800 Gbps (4¿×200 G
[EN] Non-coherent optical transmission systems are currently employed in short-reach optical networks (reach shorter than 80 km), like metro networks. The most common implementation in the state-of-the-art is the four wavelength (¿) 100 Gbps (4¿×25 Gbps) wavelength division multiplexing (WDM) transceiver. In recent years non-coherent optical transmissions are evolving from 100 Gbps to 400 Gbps (4¿×100 Gbps). Since in the short-reach market the volume of optical devices being deployed is very large, the cost-per-unit of the devices is very important, and it should be as low as possible. The goal of this thesis is to investigate some general signal processing aspects and, specifically, digital signal processing (DSP) techniques required in non-coherent pulse-amplitude modulation (PAM) optical transmission, and also to investigate novel algorithms which could be applied to this application scenario. In order for a DSP technique to be considered an interesting solution for non-coherent WDM optical networks it has to effectively mitigate at least one of the three main impairments affecting such systems: bandwidth limitations, chromatic dispersion (CD) and noise (in optical or electrical domain). A series of algorithms are proposed and examined in this thesis, and their performance is analyzed by simulation and also experimentally in the laboratory: - Feed-forward equalization (FFE): this is the most common equalizer and it is basically employed in every high-speed non-coherent optical transmission. It can compensate high bandwidth limitations. - Maximum likelihood sequence estimation (MLSE): the MLSE is the optimum detector and thus provides the best performance when it comes to dealing with CD and bandwidth limitations. - Geometrical constellation shaping: in multilevel optical intensity modulation schemes the distance between amplitude levels can be adjusted (such that they are no longer equidistant) in order to increase the signal's tolerance to noise. - Probabilistic shaping: another technique designed specifically for multilevel modulation schemes; it adjusts the probability of each amplitude level such that the tolerance to optical noise is increased. - Partial response signaling (PRS): this is a DSP-based approach where a controlled inter-symbol interference (ISI) is intentionally introduced in such a way that the resulting signal requires less bandwidth. PRS can be customized to also mitigate CD impairment, effectively increasing transmission distances up to three times. - Digital pre-emphasis (DPE): this technique consists in applying the inverse of the transfer function of the system to the signal at the transmitter side which reduces the impact of bandwidth limitations on the signal at the receiver side. - Trellis-coded modulation (TCM): a modulation scheme that combines forward error correction (FEC) elements with set-partitioning techniques and multidimensional modulation to generate a signal that is more resistant to noise. - Multidimensional set-partitioned modulation: very similar with TCM but without any FEC elements. It has lower gains than TCM in terms of noise tolerance but is not so sensitive to ISI. By using the techniques enumerated above, this thesis demonstrates that is possible to achieve 100 Gbps/¿ optical transmission bitrate employing cost-effective components. Even more, bitrates higher than 200 Gbps are also demonstrated, indicating that non-coherent PAM is a viable cost-effective solution for next-generation 800 Gbps (4¿×200 Gbps) WDM transceivers.
Prodaniuc, C. (2019). Advanced Signal Processing for Pulse-Amplitude Modulation Optical Transmission Systems [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/117315
TESIS