正交频分复用时域自适应均衡接收机的实现与性能分析

正交频分复用时域自适应均衡接收机的实现与性能分析

一、正交频分复用时域自适应均衡接收机实现及性能分析(论文文献综述)

张瑞齐[1](2021)在《高速移动场景中基于MIMO-OFDM的信道估计和预编码方法研究》文中提出随着高速公路、高速铁路以及城市道路的爆炸式发展,交通系统的安全性、交通管控的有效性和及时性等问题亟待解决。智能交通系统成为未来交通运输系统的发展方向。随着车联网的蓬勃发展,低时延、大容量、高可靠的通信需求日益迫切。但是传统移动通信的设计主要瞄准终端静止或者低速运动场景,当其应用在高速公路和铁路场景时面临诸多的挑战。以第五代移动通信(The Fifth Generation Mobile Communication,5G)标准为例,终端用户在低速运动条件下,比如移动速度不高于30km/h,100MHz系统带宽可提供大于1G比特率(Bit Per Second,bps)数据传输速率。而随着终端用户移动速度的增加,可支持数据传输速率急剧下降,在终端移动速度高于350km/h时,系统的可支持数据传输速率只有50Mbps,该数据吞吐量只有车联网通信所需数据速率的10%。通信系统传输速率严重下降的主要原因是车辆高速运动引起的信道快速时变以及多普勒频偏。因此,克服多普勒效应、提高高速移动场景中的数据传输速率是非常重要的课题,具有重要的科学意义。为了解决高速移动场景中无线通信系统数据传输效率下降的问题,本文充分考虑高速运动场景中的信道快速时变、多普勒效应、用户信道状态信息(Channel State Information,CSI)难以跟踪等典型问题,采用理论分析、数学建模与系统仿真验证相结合的方法,对快速时变信道估计、低复杂度的子载波间干扰抑制以及面向多输入多输出的线性预编码等方向进行了系统研究。论文的创新性工作包括以下四个方面:第一、提出了一种新的基于波束域分解的信道预测方法,解决高速运动状态下,终端反馈的信道状态信息难以跟踪信道变化而带来的系统性能恶化的问题。基于信道状态信息的自适应调制编码技术(Adaptive Modulation and Coding,AMC)在无线移动通信系统中发挥重要的作用。但是当终端用户处于高速运动状态时,无线信道快速变化。终端用户反馈的信道状态信息与被应用时刻的信道失配,导致系统性能严重恶化。针对该问题,本文提出了一种新的信道预测方法。该方法根据扩展Saleh-Valenzuela模型,将无线信道在空域分解为多个簇,每一簇的信道由空间波束角相近的子径组成。通过波束域、频率域分解,无线时变信道被表征为有限个波束域和频域基向量的线性加权。针对加权参数和波束矢量估计复杂度过高的问题,本文提出了改进的快速迭代插值波束赋形(Fast Iterative Interpolated Beamforming,FIIB)算法。针对加权参数的预测问题,本文提出由多项式模型近似。通过向基站反馈多项式系数和波束矢量,基站可以精确的预测未来的信道。本方法提高了时变信道预测的准确性,仿真显示在反馈有限阶系数条件下,本方法已经可以准确的预测信道的变化,同时反馈多项式系数所需的资源也远低于传统方法。第二、提出了基于频率偏移的基扩展模型(Frequency Shifted Basis Expansion Model,FS-BEM),解决高速时变信道条件下信道估计性能恶化的问题。在正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中,通过在OFDM符号中插入参考信号(Reference Signal,RS)来做信道估计。在传统的信道估计中,认为信道在一个OFDM符号中保持不变。当终端用户处于高速运动状态的时候,信道在一个OFDM符号中也会发生变化,从而使得传统信道估计方法失效。针对该问题,本文基于基扩展模型(Basis Expansion Model,BEM)的理论,研究了复指数基扩展模型(Complex Exponential BEM,CE-BEM)在建模快速时变信道时存在较大误差的原因,提出了FS-BEM信道估计方法。通过对复指数基向量进行过采样获取过完备基向量集合,采用最小均方误差(Minimum Mean Squared Error,MMSE)或者最大信息率准则(Maximum Information Rate,MIR)全局寻优最佳采样基。仿真显示,本方法很好的克服了传统CE-BEM模型的缺点,在不同的移动速度下均具有较好的性能。第三、提出了一种新的发射端预编码和接收端均衡方法,解决传统子载波间干扰抑制方法存在的复杂度过高、性能不理想等问题。在OFDM通信系统中,当终端处于高速移动的时候会引起子载波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI),严重的影响了无线移动通信性能。在传统的均衡算法中,通常采用迭代干扰消除的方法来克服ICI带来的影响。这种方法存在复杂度过高、用户移动速度快的情况下性能不理想等问题。本文提出了一种新的发射端预编码和接收端均衡方法。该方法在发射端将发射信号频域分段,并在每个频域分段中添加冗余子载波,从而隔绝了相邻频域分段之间的干扰,将子载波互扰限制在一个频域分段内。在接收端,通过简单的线性变换和一阶均衡就可以抑制频域分段内的ICI。该方法可以大大降低接收端实现复杂度,具有较好的ICI抑制性能。第四、提出了一种新的基于波束域反馈的码本设计方法,解决传统码本设计不能匹配中高速场景、反馈开销过大的问题。在多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)系统中,预编码矩阵的反馈占用大量的上行无线资源,尤其是当终端处于快速运动的时候,需要配置很短的反馈周期才能跟踪信道状态信息的变化,这会进一步增加反馈开销。针对该问题,本文提出了一种新的基于波束域反馈的码本设计方法。该方法利用矩阵分解理论,将预编码矩阵表征为若干个正交向量的线性加权。用户需要反馈被选择的正交向量的索引以及每个被选择的正交向量对应的复系数。通过联合配置长和短周期反馈,该方法可以在跟踪信道变化的同时,维持较低的反馈开销。仿真结果显示,本文提出的码本结构和反馈方法在获得预编码增益的同时,极大的缩减了反馈信道状态信息的信息量。本方法中的双码本结构以及第一级码本的正交向量设计等方法被5G通信标准‘3GPP TS38.214:NR Physical layer procedures for data’的5.2.2.2.3章节接纳。

唐玉倩[2](2021)在《超奈奎斯特非正交频分复用相干光通信系统核心DSP算法研究》文中进行了进一步梳理随着移动互联网、大数据、云计算、网络游戏应用等技术的发展,人们对高数据速率以及大容量光传输系统的需求不断增加,提升频谱效率从而提高系统容量成为解决光纤通信系统频谱资源受限的可行技术之一。超奈奎斯特非正交频分复用(Faster Than Nyquist Non-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,FTN-NOFDM)技术打破传统正交频分复用技术的正交性,通过压缩子载波间隔来压缩信号带宽,从而获得比OFDM更高的频谱效率。而偏振相干超奈奎斯特非正交频分复用系统(Polarization Multiplexing Coherent FTN-NOFDM,PM-CO-FTN-NOFDM)不仅具有多载波调制的抗色散的优势,还保持偏振分集相干接收的高频谱效率和高接收机灵敏度的优势,且通过子载波间隔压缩达到更高的频谱效率,可以满足未来大容量、高速率、高频谱效率、高接收机灵敏度的相干光通信系统要求,具有重要研究意义和应用前景。本文围绕PM-CO-FTN-NOFDM传输系统中的关键技术—数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)算法进行了深入研究,主要研究工作如下。1.FTN-NOFDM系统中引入严重子载波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI),传统PM-CO-OFDM系统的DSP算法难以适用,需根据NOFDM系统损伤特性,对PM-CO-F TN-NOFDM系统DSP算法方案进行改进设计。本文根据FTN-NOFDM特性,在发端DSP中选择添零替代循环前缀,并相应地进行帧结构设计。在收端DSP中,针对严重内在ICI的影响对频偏估计、相偏估计、信道估计等DSP算法以及算法流程进行设计,在传输损伤补偿完之后使用信号检测算法抑制内在ICI。在单波道112Gbps PM-CO-QPSK-FTN-NOFDM传输距离300km条件下,仿真验证了所设计DSP方案的可行性,以0.4dB光信噪比代价实现了频谱利用率提升14.3%。2.针对FTN-NOFDM系统下非正交导频叠加其他子载波干扰这一问题,提出一种基于时域射频导频(Radio Frequency-Pilot,RF-Pilot)的频偏相偏联合估计算法。所设计的算法在时域加入直流,其上变频后变成RF-Pilot,利用其高功率以及无相位损伤时相位为零的特性进行频偏与相偏估计,从而有效减轻内在ICI对系统性能的影响。单波道112Gbps PM-CO-QPSK-FTN-NOFDM光传输系统仿真结果表明频谱效率提升14.3%时:频偏容忍大于2GHz,最优的导频信号功率比为-17~-13dB,保护子载波开销最大为8.9%。3.针对FTN-NOFDM系统下传统基于数据辅助的频域信道估计法性能差、而盲信道估计算法复杂度高的问题,本文根据PM-CO-FTN-NOFDM传输信道特性,提出了一种基于琼斯矩阵的无插值的频域信道估计算法,该算法不受FTN-NOFDM内在ICI影响,且复杂度较低。单波道112Gbps PM-CO-QPSK-FTN-NOFDM传输系统仿真结果表明频谱效率提升14.3%时该算法至少能自适应补偿30ps的偏振模色散,训练符号开销最大为2.9%。

徐雪[3](2021)在《宽带通信抗干扰抗截获关键技术研究与论证》文中研究说明现有抗干扰抗截获技术主要从信号躲避和信号抑制方向出发,如跳频扩频、直接序列扩频、信号混叠及其衍生的优化技术等。以增加频带损耗为代价的抗干扰抗截获技术直接应用到宽带通信系统中存在频谱开销和性能提升的取舍问题。本文聚焦于宽带通信系统物理层抗干扰抗截获技术优化问题,引入跳频与大信号掩盖技术增强网络的可靠性与隐蔽性能力。本文主要研究工作为以下几个方面:1、针对单音和多音干扰,基带跳频将正交频分复用系统数据子载波上的干扰影响平均化并提供分集增益。本文总结了全子载波基带跳频的系统模型和抗干扰原理,分析了针对部分频带噪声干扰时该技术会出现干扰扩散现象导致系统抗干扰性能降低,因此提出了结合频谱感知和子载波扣除的基于频谱感知的基带跳频技术并在仿真与测试结果分析中证明了基于频谱感知的基带跳频技术在相同干扰环境下具有比全子载波基带跳频更好的抗干扰能力。2、本文提出了基于频谱感知的射频跳频技术对抗宽带噪声干扰和跟踪干扰。频谱感知模块引入了接收信号强度指示与误差矢量幅度共同作为频点质量好坏参数。系统模型方案设计主要分为频点质量检测、感知信息交互、跳频图案决策以及数据业务传输等在内的四个步骤,根据频点质量变化改变跳频图案中的频点使用次数,板级测试结果证实了该技术的有效性和实用性。3、本文将大信号掩盖技术与正交频分复用系统结合起来,提出了将随机数据、前导训练序列、前导镜像训练序列作为已知信号的三种掩盖系统方案并给出了数据功率参数设计。仿真结果表明,在截获数据相似度相似情况下,前导训练序列镜像掩盖系统的误码率性能优于其他两个系统。介绍了接收端串行干扰消除处理方案,特别针对信号异步到达接收机情况进行了解调影响分析。板级测试结果给出了物理层数据接收测试的功率衰减范围,展示了该技术的数据隐蔽功能。

薛晓妹[4](2021)在《融合调光控制的可见光通信传输技术研究》文中研究表明随着射频频谱资源日渐匮乏,人们对高速传输速率的需求也越来越迫切,逐渐将关注转向了可见光通信。可见光通信不占用射频频谱资源且不需要频谱许可证,具有成本低、保密性好、传输速率高等众多优点。通过使用广泛存在的发光二极管进行信息传输,可以满足照明和通信这两种需求。正交频分复用由于其可以有效地抵抗无线传输过程中的多径衰落和符号间干扰,并且其传输速率较高,因此在可见光通信系统中运用正交频分复用技术可以提高系统的通信能力。而调光控制作为可见光通信中的关键问题,研究融合调光控制的可见光通信传输技术是目前的热点。基于此,全文主要工作内容如下:(1)对可见光通信系统及调光技术概述。全面介绍了可见光通信、正交频分复用技术以及目前可见光通信中典型的光正交频分复用方案,还总结了目前调光技术的两种研究现状,强调其中数字调光技术能够更好的满足可调光通信系统的要求,是目前的研究热点,为后续研究奠定了基础。(2)提出兼容调光控制的混合可见光调制方案。针对可见光通信中单载波调制技术低频谱利用率的问题,首先构思了基于可变开关控制的混合可调光正交频分复用方案和基于可变脉冲位置调制的混合可调光正交频分复用方案,实现简单且适用于高速率的可见光通信链路。然后不仅证明了接收端正交频分复用信号与调光信号互不干扰可以独立接收信号,且复杂度低,还详细计算了所提方案的调光度,最后仿真结果表明该方案具有较优的系统性能。(3)提出基于脉冲宽度调制的自适应偏置可调光方案。首先针对分层非对称剪切光正交频分复用方案中,每一层非对称剪切光正交频分复用方案进行削波操作时,会对更高层产生干扰的问题,提出了一种低复杂度的自适应偏置分层光正交频分复用调制方案。通过信号重新构建,叠加自适应偏置确保传输的信号为非负,能在一定程度上降低复杂度,减少时延。然后在此基础上,叠加脉冲宽度调制技术,以支持调光兼容的可见光通信链路。最后仿真结果表明,该方案可以支持较宽的调光水平,同时具有较高的频谱利用率。(4)提出基于可变开关控制的自适应偏置可调光方案。相对于脉冲宽度调制技术,可变开关控制由于本身的性质,其信息位能在调光的同时传输更多的信息,并且更加安全可靠,是学术界的首选方案。根据可变开关控制在高电平、低电平两种不同状态,分别叠加不同的自适应偏置,以保证最终发送的可调光信号在发光二极管的线性范围之内。仿真结果表示所提方案能支持较宽的调光范围和具有良好的抑制非线性失真的能力,并且与分层非对称剪切光正交频分复用方案相比,所提方案在非线性环境下具有较低的误码率。

唐玺孜[5](2021)在《低成本短距离光纤传输系统中信道损伤及数字均衡技术研究》文中研究说明随着超高清视频、虚拟现实、云计算、云存储等数据业务的蓬勃发展,全球光网络数据流量呈现出爆炸式增长的趋势。其中,以光纤接入网和数据中心光互联为代表的短距离光纤传输场景具有传输距离短、接口密度大、设备数量多等特点,因而其对于成本和功耗极其敏感,是整个光网络扩容的关键部分。因此,研究低成本大容量的短距离光纤传输系统对于应对全球数据流量的持续增长具有重要意义。强度调制/直接检测(IM/DD)系统具有低成本、低功耗、小体积、易于集成等特点,非常适合部署在下一代短距离传输的应用场景。然而,随着传输速率的急剧上升,IM/DD系统对于系统信道损伤极为敏感。因此,面向短距离传输应用场景亟需扩容的需求,本论文围绕高速IM/DD系统中的信道损伤这个主要科学问题,重点研究了器件带宽限制、系统非线性失真、光纤色散等信道损伤的产生机理,并且在光纤接入网和数据中心光互联这两个典型的短距离应用场景中提出了一系列先进的数字均衡技术来补偿信道损伤,为实现下一代低成本大容量短距离光纤传输系统奠定了良好的基础。由于不同应用场景下的关键性能指标不同,本论文的主要研究内容和核心创新点分别从光纤接入网和数据中心光互联这两个应用场景来进行概括。一、低成本高速PON系统光纤接入网采用无源光网络(PON)系统进行承载,其对于成本和功耗极其敏感。基于低带宽器件实现高速PON可以节约系统成本,但其带来的问题是器件带宽不足会使系统受到带宽限制,再加上光纤色散造成的功率衰落和系统的非线性失真,会让PON系统受到较为严重的信道损伤,因此研究先进的数字均衡技术来补偿信道损伤至关重要。由于在点到多点的PON系统中,多载波调制和单载波调制各具优势,本论文分别基于多载波PON和单载波PON开展研究。1.基于多载波I-SC-FDM的低成本高速PON系统。多载波正交频分复用(OFDM)系统具有调制格式灵活、载波可灵活分配的特点,因此OFDM-PON在光纤接入网中被广泛研究。本论文首先针对OFDM系统中信号生成复杂度高和峰均功率比(PAPR)高这两个关键问题,研究了基于实数间插子载波频分复用(I-SC-FDM)的PON系统。相比于OFDM系统,一方面,I-SC-FDM系统将信号生成复杂度由O(N log2N)降低至了 O(N)。另一方面,I-SC-FDM系统将PAPR大大降低。具体而言,基于8-QAM和16-QAM的I-SC-FDM系统将PAPR降低了 8dB左右;基于QPSK的I-SC-FDM系统将PAPR降低了 11 dB左右。然后,本论文基于I-SC-FDMPON系统提出了新型的频域、时域联合信道均衡算法。研究表明,在基于10-G class器件的40 Gbps PON系统中,频域、时域联合均衡相对于单独的频域均衡和单独的时域均衡分别提高了 1 dB和0.6 dB的接收机灵敏度;并且,频域、时域联合均衡的计算复杂度只有单独采用时域均衡的23.7%。2.基于单载波PAM4的低成本高速PON系统。单载波PAM4信号结构简单,PAPR低,且频谱效率是传统NRZ的两倍,因而其在下一·代单载波PON系统中有较大的应用潜力。本论文基于低成本的10-G class器件和PAM4调制格式,研究了 PAM4-PON系统的信道损伤以及传统均衡器在补偿信道损伤时的局限性,并创新性地提出了一系列新型的数字均衡方案,具体可以概括为:1)针对Volterra非线性均衡器(VNLE)内核数多导致均衡复杂度高的问题,本论文通过优化内核选取,提出在PON系统中采用记忆多项式均衡器(MPE)代替VNLE,并且将MPE和VNLE扩展至前馈滤波结合反馈滤波的结构当中,提出了 FFE-DFE-Polynomial和FFE-DFE-Volterra。实验结果表明,在40Gbps PON 系统中,FFE-DFE-Volterra和FFE-DFE-Polynomial实现了相似的均衡性能,但是FFE-DFE-Polynomial 所需的计算复杂度仅为 FFE-DFE-Volterra 的 16.67%。2)针对前馈均衡器(FFE)抽头数多时计算复杂度高的问题,本论文提出了采用圆周卷积代替线性卷积的方式,实现了快速频域均衡。研究结果表明,当FFE抽头数大于20时,快速频域均衡更加有效。并且,针对FFE对系统噪声的增强问题,本论文研究了后滤波+简化最大似然序列检测(MLSD)的级联均衡方案。实验结果表明,在50 Gbps PON系统中,通过采用快速频域均衡+后滤波+简化MLSD的均衡方案比仅采用FFE的均衡方案接收机灵敏度提高了 4dB以上。3)针对如何提高传统判决反馈均衡器(DFE)均衡性能的问题,本论文提出了一种混合判决方案。研究结果表明,在50Gbps PON系统中,分别考虑10-2和10-3的前向纠错(FEC)门限时,最优的混合判决比仅采用单个符号判决分别提升了 0.7 dB和1.3 dB的接收机灵敏度。二、低成本大色散容忍度的超高速数据中心光互联系统下一代数据中心光互联系统的传输速率要高于PON系统,因此其对于光纤色散更加敏感。当光纤色散导致信号产生了谱零点时,其信道均衡方式与没有谱零点时完全不同。本论文针对如何补偿色散导致的信号谱零点这一关键问题,从机理上分析指出基于自回归滤波的DFE能补偿信号谱零点,并提出了一系列新型的大色散容忍度均衡方案,取得了较为领先的研究成果,具体可以概括为:1)针对如何提高有效信噪比(SNR)来增强DFE均衡性能的问题,本论文提出采用降低载波信号功率比的方式来提升有效SNR,并通过MPE均衡器抑制增强的信号拍频干扰,再通过DFE来均衡色散造成的谱零点。实验结果表明,非线性失真与光纤色散联合补偿的MPE-DFE方案能支持C波段56 Gbps PAM4信号传输80 km标准单模光纤(SSMF),并且其误码率(BER)在7%FEC门限以下。2)针对传统DFE在信道较差时错误传播较长的问题,本论文提出了新型的错误擦除判决方案。实验结果表明,在C波段112 Gbps PAM4信号传输20km SSMF的系统中,基于错误擦除的判决方案将平均错误传播长度从8.7降低至了 2.3。3)针对传统DFE容易产生错误传播的问题,本论文提出了多符号联合判决方案。并且,本论文在多符号联合判决方案中研究了最大似然检测(MLD)算法、M算法和球形译码(SD)算法三种树形搜索算法。实验结果表明,在C波段112 Gbps PAM4信号传输20 km SSMF的系统中,多符号联合判决方案相对于单个符号判决方案将BER从1.2×10-2降低至了6.0×10-4。并且,相对于MLD算法,M算法和SD算法都能将复杂度降低三个数量级左右。综上所述,本论文针对光纤接入网和数据中心光互联这两个典型的短距离传输应用场景,分别研究了在这两个场景下如何补偿信道损伤,并创新性地提出了一系列基于数字信号处理的信道均衡方案,取得了系列研究成果,为实现下一代低成本短距离光纤传输系统奠定了坚实的基础。

张晓玲[6](2021)在《基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究》文中研究表明随着高速互联网、高清电视和实时娱乐等快速的增长,用户数据流量正呈指数级增长,因此对带宽与时延等要求越来越高。为了应对5G环境下增强移动宽带(e MBB)服务、大规模机对机通信(MTMC)服务及超可靠低延迟实时服务(URLLC)等挑战,未来光网络传输系统需要提供高弹性的带宽,使网络能高效获取资源和提供自适应连接,以满足快速数据传输模式和特征多样性的网络演进。基于多载波调制的光接入网系统具有较高灵活性、可重构性及适应性等优势,被认为是下一代光接入网系统优选技术方案。为使4G平滑过渡到5G,除了5G备选的滤波器组多载波(FBMC)信号调制技术外,4G中广泛被应用的多载波正交频分复用(OFDM),以及数字滤波器嵌入复用/解复用技术,仍然是下一代光接入网关键的多载波技术。因此,本论文以多载波光接入网的物理层关键技术作为研究对象,针对不同接入场景,对基于多载波调制的光接入系统架构进行设计,对其如何提高系统传输速率、系统功率预算、收发器灵活性及不同业务连接等问题进行深入研究。本论主要研究工作、贡献及创新点如下:1)本论文为提高系统传输速率,针对MZM调制特性,分别生成归零(RZ)和载波抑制的归零(CSRZ)光脉冲序列,创新性地提出了基于光时间和偏振交织(OTPI)的低成本高速率光传输系统。实验结果表明:采用3 d B带宽为25 GHz的MZM,可实现单波224 Gbit/s的线路传输速率,有效降低了系统对带宽的需求,从而降低了系统成本。其次,研究了高功率预算和高速率光接入系统,对EML的啁啾,光纤色度色散与自相位调制在强度调制直接检测(IM-DD)光接入网系统中的影响进行了理论分析,并根据其联合响应特性,通过优化EML的偏置电压,使其啁啾与光纤的色散和自相位调制的联合响应达到平衡状态。设计了一个具有高度灵活性,且对调制格式透明的数字滤波器嵌入复用/解复用的IM-DD多载波光接入网系统,利用非线性补偿算法和10G EML调制器,实现了传输速率为25 Gbit/s、功率预算高达26 d B的多载波光接入系统。2)针对光双边带系统色散鲁棒性问题,研究了具有高色散鲁棒性的光单边带光接入网系统。针对基于强度调制和光滤波、双臂马赫-曾德尔调制器(DDMZM)和双平行双臂马赫-曾德尔调制器(DPMZM)三种光单边带调制方法,对其优缺点进行了对比分析,提出了基于OFDMA的载波压制光单边带(CS-OSSB)光接入网系统方案,并讨论分析了激光器线宽,载波信号功率比(CSPR)对系统性能的影响。研究结果表明:与传统的OSSB技术相比,所提出方案的接收机灵敏度可提高4 d B。另外,首次提出了载波重利用瑞利后向散射(RB)减轻的双向OSSB低成本直接探测光接入系统,在OLT端采用数字正交滤波器嵌入复用和解复用技术生成OSSB信号,使系统具有较好色散鲁棒性,由于数字正交滤波器的灵活特性满足ONU多用户灵活接入,并通过仿真和实验,有效实现ONU端无色及RB影响的减轻。3)针对多载波调制系统高峰均功率比(PAPR)问题,提出了截断DFT扩展降低PAPR的OSSB光接入系统,采用高效频谱效率的FBMC与OSSB调制相结合技术,该系统具有多载波系统灵活的带宽分配,同时具有较高色散鲁棒性。其PAPR性能不仅优于DFT扩展FBMC,甚至优于单载波频分多址(SC-FDMA)技术,因此对电放大器,调制器等线性度要求降低,同时也降低了数字-模拟转换器(DAC)/模拟-数字转换器(ADC)对量化精度的要求。分析了不同截断因子对传输性能和PAPR的影响,验证了传输速率50 Gbit/s,传输距离为50 km的截断DFT扩展的FBMC-OSSB光接入系统。所提出的创新方案对未来50G低成本多载波光接入网的演进具有一定的研究价值。4)为了在下一代光接入网系统中提供动态和灵活的多业务连接,创新性地提出了基于数字滤波器多路接入(DFMA)灵活全光虚拟专用网(VPN)的IM-DD低成本的光接入网系统,可同时支持上行通信和ONU之间的全光VPN通信。利用DFMA对调制格式透明和滤波器灵活分配的特点,所提出的光接入系统具有高度灵活的特性。由于滤波器灵活特性能支持动态回收和再分配VPN通信,通过采用不同的调制格式,成功实现了并发DS,US和VPN的DFMA经25 km光纤链路传输,验证了所提出的灵活并发低成本DMFA的全光VPN通信在多载波光接入网系统中的可行性。

卞鑫[7](2020)在《非正交波形调制和非正交多址接入技术研究》文中研究说明随着移动通信的蓬勃发展,第五代移动通信(the 5th Generation Mobile Communication,5G)将会有更高的传输速率、更密集的连接设备数以及更低的传输时延,应用场景会更加丰富多样。为满足5G对多样化的应用场景的需求,学术界和工业界纷纷研究并采用更加先进的技术手段来进一步提高系统容量和频谱效率,其中,波形调制和多址接入技术均是物理层的关键技术。一方面,OFDM技术虽然在现有的许多通信系统中被广泛采用,然而其本身固有的高带外泄露(Out-of-Band Emission,OOBE)、对时频偏较敏感等不足制约了其进一步提高频谱效率;另一方面,在海量机器类场景(massive Machine-Type-Communications,m MTC)中若仍然采用正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)的方式,由于系统可同时连接的用户数目将会严格受限于分配的正交信道数目,那么海量、零星小数据包业务在有限时频资源上的竞争传输将会带来“信令风暴”问题以及因用户碰撞概率急剧增大而导致大量数据重传带来的时延增大问题,这将使得系统容量和传输效率大为降低。因此,研究基于滤波或加窗的非正交波形调制(Non-Orthogonal Waveform Modulation,NOWM)技术以及非正交多址接入技术(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)具有重要意义。本文针对面向5G的波形调制和多址技术,在基于非正交波形调制的多址接入技术方案及其低复杂度收发机设计方面开展相关研究:为了同时利用NOMA和NOWM的优势,研究了基于非正交波形调制的非正交多址接入问题。具体来说,研究的是基于离散傅里叶变换扩展广义多载波(Discrete Fourier Transform Spread Generalized Multi-Carrier,DFT-S-GMC)调制的图样分割多址(Pattern Division Multiple Access,PDMA)上行传输问题。首先,分别给出了基于DFT-S-GMC的PDMA上行传输方案的时频域实现方案;其次,推导了两种实现方案中的等效信道响应矩阵和等效噪声的表达式;接着,较为全面地分析了所提结合方案DFT-S-GMC-PDMA的误块率(Block Error Rate,BLER)、复杂度、载波频率偏移(Carrier Frequency Offset,CFO)下的多址干扰(Multiple Access Interference,MAI)及峰均比(Peak-to-Average Ratio,PAPR)等系统性能。仿真结果表明,DFT-S-GMC-PDMA可取得与DFT-S-OFDM-PDMA相比拟的性能,而复杂度仅仅增加不到3%。对不同均衡器、不同PDMA图样下的系统性能也进行了评估,几乎没有性能损失。由于对CFO的鲁棒性,与DFT-S-OFDM-PDMA相比,所提出的DFT-S-GMC-PDMA的MAI性能要好约0.5d B,即相比正交调制下的PDMA,DFT-S-GMC-PDMA方案在抗CFO方面表现更优。所提出的DFT-S-GMC-PDMA方案在系统性能和复杂度方面可取得较好的折中,更适合窄带m MTC上行传输场景中。为了解决5G异构网络中灵活多址接入的问题,研究了基于滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)调制的可支持多种多址方案的统一多址传输结构。首先,通过利用滤波器组收发机的高效实现结构和可扩展矩阵变换(Scalable Matrix Transform,SMT)模块,本文提出了一种基于FBMC调制的统一多址结构——FBMC-SMT,可实现3G CDMA和4G FDMA传输的灵活复用,从而提高系统性能。作为FBMC-SMT的一个特例,评估了FBMC-CDMA的性能。仿真结果表明,当分配的码道数大于5时,16子带的FBMC-CDMA系统性能要优于传统单载波宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)系统。其次,分析了FBMC-SMT系统的信干噪比(Signal-to-Interference-Plus-Noise Ratio,SINR),理论性能曲线与仿真结果匹配良好。因此,所提FBMC-SMT可作为一种统一多址结构,用以灵活聚合多种无线接入技术(Radio Access Technology,RAT),进而满足5G及以后异构无线网络中多样化的应用需求。为解决基于NOWM的多用户上行传输的接收机复杂度高的问题,研究了用于多用户过采样滤波器组块传输的上行链路低复杂度接收算法。通过利用DFT的特性,得到了调制矩阵的频域子带稀疏性质以及经匹配滤波后的格雷姆矩阵的块循环特性。利用上述特性,提出了一种用于衰落信道上行多用户接入中过采样滤波器组块传输的低复杂度迫零(Zero-Forcing,ZF)接收算法。在所提算法中,将原来的大维度多用户等效信道矩阵的求逆运算分解为多个DFT运算和更小尺寸的矩阵求逆运算,从而大大降低了计算复杂度。仿真结果表明,相比传统的迫零接收机,计算复杂度有显着降低,同时系统的误符号率(Symbol Error Rate,SER)性能几乎与传统的多用户ZF接收机相同。

李隆胜[8](2020)在《面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术》文中研究指明2018年,3GPP Release 15的冻结标志着第一个可商用的5G标准正式确立。随后,于2020年冻结的Release 16进一步丰富了5G应用场景,加快了全球5G部署进程。传统分布式无线接入网(D-RAN)基于宏基站组网,基站具有完整的基带处理功能。为节省无线接入网建设与运维成本,5G独立组网对集中化无线接入网架构(C-RAN)进行了重构,基带处理功能被解耦并分配到中央单元(CU)、分布单元(DU)和射频单元(RU),其中DU与RU之间的数据传输由光纤前传链路(fronthaul)承载。“5G部署,承载先行”,前传需提供大容量、高谱效率、低时延与高保真的传输性能且保持低成本,是5G组网中极具挑战的关键环节。前传解决方案可分为基于通用公共无线接口(CPRI)或演进版CPRI(e CPRI)的数字传输、模拟光载无线电(Ro F)传输以及数字模拟集成传输三类技术。本文围绕前传传输性能需求,针对上述三类前传技术方向开展了研究,其关键问题、主要学术贡献及创新点如下:一、面向CPRI数字前传的跃变四电平幅度调制技术基于下一代无源光网络(NG-PON)承载的CPRI链路中,低成本、低带宽器件的使用会造成高带宽信号的畸变,且PAM4等高阶调制格式的引入也会导致链路抗噪声能力降低。CPRI对传输链路的10-12误码率要求给NG-PON带来了巨大的挑战。本文提出了跃变四电平幅度调制(T-PAM4)的光调制格式以提升高速PON传输的可靠性与功率预算并满足CPRI的严苛误码率要求。T-PAM4符号由工作在2倍过采样的数模转换器(DAC)结合特殊设计的电平映射产生,接收端基于2倍过采样对T-PAM4进行二维判决以提升信号的抗噪声性能。实验验证了T-PAM4相较PAM4有5-d B的灵敏度提升。此外,该方案具有较低的硬件实现成本与计算复杂度。二、面向e CPRI数字前传的弹性量化技术相较于CPRI标准,5G前传最新标准e CPRI中传输的数据主要为量化后的频域无线IQ信号,具有更低的带宽开销。然而,采用e CPRI将导致前传数据量随无线网络负载的波动而动态变化。在满足前传峰值请求速率的前提下,过大的负载波动将导致前传带宽部署的冗余,影响了传输效率。此外,无线信道具有时变与频率选择性的功率衰落,加剧了上行IQ信号的量化噪声。针对以上问题,本文进行了如下研究:1)理论分析了频域IQ信号量化后的数据冗余度,提出了一种新型的弹性量化精度方案以缓解e CPRI前传流量的动态特性,减少冗余带宽部署。利用e CPRI功能划分的优势,该方案根据IQ信号的无线信号质量与前传实时负载,自适应地调整IQ信号的量化精度。本工作主要贡献为搭设了符合3GPP标准的无线接入仿真系统,其结果为方案的实际应用提供了可靠的参考价值。系统实现了Low-MAC层与物理层基带功能及无线信道的传输,实验实现了前传IQ信号数据通过光链路的传输。结果表明仅以满载时牺牲1.2~1.9%的终端速率为代价,方案降低了~40%的前传峰值速率,提升了传输效率并节约了链路带宽。此外,本方案基于5G前传广泛部署的e CPRI,比基于CPRI的传输与压缩技术更具实际应用价值。2)理论分析了无线信道衰落对e CPRI前传量化噪声的影响,并据此提出了利用无线系统已有的信道估计结果或解调参考信号对IQ信号进行补偿的方案。该方案在低计算复杂度的基础上能够抑制前传量化噪声高达6.5 d B,可显着提升e CPRI对无线信号的保真度,该效果优于现有针对CPRI的时域补偿方案。三、基于模拟前传的片段时分复用传输技术相较于数字前传,模拟Ro F前传具有更高的传输谱效率。将多路无线IQ信号合并为单路高速模拟信号的复用技术是模拟前传中的关键问题,其中低复杂度的模拟TDM技术是备受业界青睐的候选方案。综合考虑5G多天线(MIMO)场景与低时延要求,TDM方案可采用MIMO信号采样点交织排列的技术以缩短复用时延。该技术依靠大量保护间隔时隙和变频结构来消除光纤传输后采样点间的干扰,分别导致链路传输效率的下降和复杂度上升。本文相应工作如下:1)理论分析了模拟TDM光纤传输对MIMO信号损伤,并针对MIMO交织TDM中采用过多保护时隙导致传输带宽浪费的问题,提出以信号片段为时分复用粒度的改进方案(Se-TDM)。该方案拥有低复杂度的系统结构,在传输谱效率与时延性能间取得平衡。在等效162-Gbps CPRI速率的模拟TDM传输实验中,该方案将传输谱效率提升21%,且支持的QAM阶数从64提升至256。2)提出了一种无变频操作的MIMO交织方案,进一步简化了前传复用结构,并通过理论分析和实验证明了该方案能够实现相同于现有技术的干扰消除效果。该方案直接复用基带IQ信号,更易于减小复用后的信号带宽,提升频谱效率。四、面向数字模拟集成传输的频谱零点填充技术单波长集成共传数字、模拟信号能够实现二者优势互补。集成传输面临硬件结构复杂、谱效率低和信号参数不兼容行业标准等问题。为此,本文开展如下研究:提出了频谱零点填充的集成传输方案,其创新点在于利用56-Gbps PAM4信号在28 GHz处固有的频谱零点,插入5G毫米波射频信号以实现无频谱间隔的高谱效率集成传输;方案中数字信号只需低成本低精度DAC产生,且数字和模拟射频信号分别遵从NG-EPON和5G标准;理论推导了光纤色散对集成传输系统中模拟射频信号质量的影响,并实验演示了频段选择策略以最大化模拟信号传输带宽;基于首次提出的发射机结构,实现了56-Gbps PAM4叠加10×400-MHz模拟射频信号的25-km传输,为目前报道的强度调制直检集成传输方案中最高的容量。综上所述,本文通过理论分析、仿真与实验验证对前传传输中的关键技术开展了一系列研究,为促进光纤承载的5G移动前传演进提供可行的参考方案。

张豪杰[9](2020)在《机器学习技术在相干光OFDM系统中的应用》文中提出随着大数据时代来临,大容量、高速率、长距离的传输系统必然是未来的主流。相干光正交频分复用技术(CO-OFDM)作为相干光技术和正交频分复用(OFDM)技术的共同产物,对两者的优势兼而有之,可以在新一代高速光网络中扮演重要角色。近年来,机器学习技术在计算机科学领域取得了非常成功的应用,自然而然在光通信领域也将发挥重要作用。在CO-OFDM中,由于信号峰均比(PAPR)比较大,在元器件的非线性特性作用下,会严重劣化系统性能。因此,本文针对相干光OFDM非线性补偿进行了理论分析和仿真研究。首先使用VPI仿真软件和MATLAB根据CO-OFDM原理搭建CO-OFDM系统。然后提出基于多层感知机神经网络(MLP-ANN)技术的非线性补偿方案。在十六进制正交振幅调制(16-QAM)相干光正交频分复用系统中,相比线性均衡器,MLP-ANN非线性均衡器(NLE)在传输600 km,2000 km单模光纤时可以分别提升Q值1.4 dB、0.6 dB,并且具有较强的鲁棒性。另外,在相干光OFDM中,由于信道存在衰落,子信道状态条件并非一致。传统功率分配方案要么没有考虑不同子信道具体的状态条件而盲目将所有子信道当做一样来对待;要么忽略了非线性效应和子载波间的相互作用,而假定子载波的信噪比和发射功率呈现简单的线性关系。这必然影响信道传输性能,使系统传输容量不能最大化。因此本文也针对相干光OFDM子载波功率分配进行了理论和仿真研究。仿真结果表明,提出的基于神经网络和遗传算法功率分配方案相比传统功率分配方案可以为各个子信道匹配更加合适的功率,从而提升系统误码性能。

罗鸣[10](2020)在《新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究》文中认为超高速、超大容量光纤通信系统架构是光纤通信最基础和最重要的工程科技问题。单信道传输速率从40Gbit/s提高至100Gbit/s甚至1Tbit/s已经成为必然趋势。业界亟待新的系统架构和技术导入以实现传输性能和容量的革命性提升。针对以上这些问题,本文对新型超高速、超大容量光纤通信系统架构中最重要的三个方面:相干光超大容量光纤传输系统架构、超高速强度调制直接检测(IM-DD)城域网系统架构以及超大容量相干波分复用无源光网络(WDM-PON)系统架构开展了一系列理论与实验研究。在相干光超大容量光纤传输系统架构方面,如何提高单纤传输容量是最核心的问题。随着单模光纤传输容量的潜力即将耗尽,为了进一步提升传输容量,空分复用光纤传输系统的关键技术成为该领域研究的重点。在超高速IM-DD城域网系统架构方面,随着PAM-4调制格式脱颖而出,迅速进入商用阶段,研究如何利用新型数字信号处理算法优化和改进PAM-4调制格式的发送与接收性能成为学术界研究的热点问题。在超大容量相干WDM-PON系统架构方面,由于简化型相干结构与经典相干结构各有其优势,有必要在研究新型简化相干接收技术并将其引入WDM-PON架构的同时积极推进经典相干收发技术在WDM-PON系统中的应用。本文主要成果与创新点如下:(1)针对新型超大容量光纤传输系统架构的特点,提出运用DFT-S OFDM调制格式,在达到高频谱效率的同时,实现信号峰均功率比(PAPR)的降低,减轻光电器件和光纤传输中的非线性效应,并结合该调制格式实现了一系列相干光超大容量光纤传输系统实验。(2)在超大容量空分复用光纤传输系统领域,本文设计制造了一种3模式光纤,提出了利用同步头一致性校验峰值确定少模光纤中模式耦合和模式色散参数的创新方法,并由此确定了应用于少模光纤传输实验中DFT-S OFDM信号循环前缀的长度数值,设计实施了200Tbit/s相干光信号1公里少模光纤传输系统实验。在单模多芯光纤传输方面,分别本文沿着提升纤芯数量的技术路线先后设计制造了低耦合系数的单模7芯光纤和单模19芯光纤,分别实施了560Tbit/s相干光信号10公里传输系统实验以及1.068Pbit/s相干光信号单模19芯光纤传输系统实验。(3)为改进PAM-4调制的发送性能,提出了双二进制编码PAM-4调制格式,从而达到压缩PAM-4信号频谱宽度、提升频谱效率以及降低光纤色散和器件带宽对信号传输性能限制的目的。设计并实施了单通道112Gbit/s双二进制编码PAM-4信号12公里单模光纤传输实验,接收端仅使用一个50GSa/s采样速率的ADC模数转换器,系统整体的-3d B带宽仅为20GHz。在PAM-4信号的接收端,提出了一种较为简化的基于神经网络的非线性均衡接收算法,希望通过该算法提升PAM-4信号的接收性能。设计并实施了基于该神经网络接收算法的4×50 Gbit/s PAM-4信号传输80公里标准单模光纤实验,验证了该算法的可行性,且接收性能相比于常用的基于Volterra滤波器的非线性均衡算法获得了2d B的提升。(4)提出了一种简化型相干检测结构,降低了相干接收系统的成本与复杂度。紧接着,分别基于简化型相干结构和经典相干结构设计了新型超大容量相干WDM-PON系统架构。并针对这两种新型相干WDM-PON系统架构分别进行了实验验证,为相干接收技术在光接入网中的应用提供了有益的指导。实验结果形成的论文在2019年获得国际光通信领域顶级学术会议OFC高分论文称号。

二、正交频分复用时域自适应均衡接收机实现及性能分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、正交频分复用时域自适应均衡接收机实现及性能分析(论文提纲范文)

(1)高速移动场景中基于MIMO-OFDM的信道估计和预编码方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
缩略语
常用数学符号
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状和不足
        1.2.1 高速移动场景对无线通信的需求和挑战
        1.2.2 高速移动场景下信道预测的研究现状和不足
        1.2.3 高速移动场景下信道估计的研究现状和不足
        1.2.4 高速移动场景下预编码技术的研究现状和不足
    1.3 主要创新工作与章节安排
2 一种基于波束域分解的信道预测方法
    2.1 引言
    2.2 系统模型
    2.3 现有信道预测方法
    2.4 改进的基于波束域的信道预测方法
        2.4.1 基于波束域分解的信道预测方法理论推导
        2.4.2 性能分析
        2.4.3 反馈负载分析
    2.5 仿真结果与分析
        2.5.1 链路仿真参数
        2.5.2 仿真结果
    2.6 本章小结
3 一种基于频率偏移BEM信道估计方法
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 现有时变信道估计方法
    3.4 改进的基于频率偏移基扩展模型的信道估计方法
        3.4.1 频率偏移基扩展模型理论推导
        3.4.2 简化的FS-BEM信道估计方法
        3.4.3 性能分析
        3.4.4 实现复杂度分析
    3.5 仿真结果与分析
        3.5.1 链路仿真条件
        3.5.2 仿真结果
    3.6 本章小结
4 一种发射预编码与接收频域均衡方法
    4.1 引言
    4.2 系统模型
    4.3 现有子载波间干扰抑制方法
    4.4 新的发射预编码和接收均衡的联合设计方法
        4.4.1 发射预编码和接收均衡方法的理论推导
        4.4.2 性能分析
        4.4.3 实现复杂度分析
    4.5 仿真结果与分析
        4.5.1 链路仿真条件
        4.5.2 仿真结果
    4.6 本章小结
5 一种低反馈开销码本设计方法
    5.1 引言
    5.2 系统模型
    5.3 现有码本设计方法
    5.4 新的高性能、低反馈量的码本设计方法
        5.4.1 预编码码本设计理论推导
        5.4.2 性能分析
        5.4.3 反馈负载分析
    5.5 仿真结果与分析
        5.5.1 系统仿真条件
        5.5.2 仿真结果
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 研究工作展望
参考文献
附录A
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(2)超奈奎斯特非正交频分复用相干光通信系统核心DSP算法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 论文背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状和技术难题
        1.2.1 研究现状
        1.2.2 技术难题
    1.3 论文的主要研究内容和结构安排
第二章 112Gbps PM-CO-QPSK-FTN-NOFDM DSP算法方案设计
    2.1 引言
    2.2 112Gbps PM-CO-QPSK-FTN-NOFDM DSP算法方案概要设计
    2.3 112Gbps PM-CO-QPSK-FTN-NOFDM发射端DSP算法方案
        2.3.1 发射端DSP算法方案
        2.3.2 发送端保护间隔设计
    2.4 112Gbps PM-CO-QPSK-FTN-NOFDM接收端DSP算法方案
        2.4.1 接收端算法方案设计
        2.4.2 DSP算法方案仿真验证
    2.5 本章小结
第三章 PM-CO-FTN-NOFDM系统频偏与相偏联合估计算法研究
    3.1 PM-CO-FTN-NOFDM相位损伤影响分析
    3.2 基于RF-Pilot的PM-CO-FTN-NOFDM频偏与相偏联合估计算法
    3.3 本章小结
第四章 PM-CO-FTN-NOFDM系统信道估计算法研究
    4.1 引言
    4.2 偏振相关损伤以及ICI损伤影响分析
        4.2.1 基于琼斯矩阵的无插值的信道估计算法工作原理
        4.2.2 算法仿真验证
    4.3 本章小结
第五章 论文总结与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 不足与改进方向
缩略词索引
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文和参与科研项目情况
致谢

(3)宽带通信抗干扰抗截获关键技术研究与论证(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 概述
        1.2.2 基带跳频技术研究现状
        1.2.3 射频跳频技术研究现状
        1.2.4 信号掩盖技术研究现状
    1.3 论文主要内容及结构
2 抗干扰抗截获技术基本原理
    2.1 常见干扰信号分类
        2.1.1 单音、多音干扰
        2.1.2 部分频带噪声干扰
        2.1.3 宽带噪声干扰
        2.1.4 跟踪干扰
        2.1.5 其他干扰
    2.2 基带跳频原理及关键技术
        2.2.1 基本原理模型
        2.2.2 抗干扰性能分析
        2.2.3 矩阵优化算法
        2.2.4 子载波扣除机制
    2.3 射频跳频原理及关键技术
        2.3.1 射频跳频参数
        2.3.2 频谱感知基本概念
    2.4 大信号掩盖原理及关键技术
        2.4.1 非对称成对载波多址
        2.4.2 正交频分复用系统抗截获需求
        2.4.3 大信号掩盖技术原理
    2.5 本章小结
3 基于频谱感知的基带跳频
    3.1 频谱感知模块设计
    3.2 物理层基带处理
    3.3 仿真结果与分析
    3.4 验证平台与板级测试
        3.4.1 发射端模块设计
        3.4.2 接收端模块设计
        3.4.3 板级测试结果与分析
    3.5 本章小结
4 基于频谱感知的射频跳频
    4.1 频谱感知模块设计
    4.2 系统模型方案设计
    4.3 跳频图案决策算法
    4.4 板级测试结果分析
    4.5 本章小结
5 大信号掩盖隐蔽传输技术
    5.1 掩盖传输系统方案设计
        5.1.1 随机数据掩盖系统
        5.1.2 前导训练序列掩盖系统
        5.1.3 前导训练序列镜像掩盖系统
        5.1.4 数据功率参数设计
    5.2 串行干扰消除方案设计
        5.2.2 基带处理流程
        5.2.3 信号异步分析
    5.3 仿真与测试结果分析
        5.3.1 仿真与测试结果分析
        5.3.2 平台验证与测试结果
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(4)融合调光控制的可见光通信传输技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略语
第一章 绪论
    1.1 选题研究背景及意义
    1.2 国内外相关研究动态
    1.3 本文主要工作与贡献
    1.4 论文组织结构
第二章 可见光通信系统及调光技术综述
    2.1 引言
    2.2 基于正交频分复用的可见光通信系统
        2.2.1 可见光通信概述
        2.2.2 正交频分复用技术简介
        2.2.3 基于正交频分复用的可见光通信系统
    2.3 调光技术
    2.4 本章小结
第三章 兼容调光控制的混合可见光调制方案研究
    3.1 引言
    3.2 单载波调光方式
    3.3 兼容调光控制的混合可见光调制方案
        3.3.1 发射端
        3.3.2 接收端
    3.4 调光度
        3.4.1 定义
        3.4.2 基于可见开关键控调光控制混合系统的调光度
        3.4.3 基于可变脉冲位置调制调光控制混合系统的调光度
    3.5 仿真结果分析
    3.6 本章小结
第四章 基于脉冲宽度调制的自适应偏置可调光研究
    4.1 引言
    4.2 L分层非对称剪切光正交频分复用
        4.2.1 发送端
        4.2.2 接收端
    4.3 基于脉冲宽度调制的自适应偏置可调光方案
        4.3.1 发送端
        4.3.2 接收端
    4.4 调光度
    4.5 仿真结果分析
    4.6 本章小结
第五章 基于可变开关键控的自适应偏置可调光研究
    5.1 引言
    5.2 基于可变开关键控的自适应偏置可调光方案
        5.2.1 发送端
        5.2.2 接收端
    5.3 调光度
    5.4 仿真结果分析
    5.5 本章小结
第六章 主要结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间的研究成果

(5)低成本短距离光纤传输系统中信道损伤及数字均衡技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 基于IM/DD的短距离光纤传输系统研究现状
    1.3 论文的主要研究内容及创新点
    1.4 论文的结构安排
    参考文献
第二章 短距离IM/DD光纤传输系统架构及信道损伤机理
    2.1 IM/DD光纤传输系统架构
    2.2 IM/DD系统信道损伤机理分析
        2.2.1 器件带宽受限
        2.2.2 系统非线性失真
        2.2.3 光纤色散
        2.2.4 系统噪声
    2.3 本章小结
    参考文献
第三章 基于多载波I-SC-FDM的低成本高速PON系统
    3.1 实数I-SC-FDM系统的信号生成方案
    3.2 实数I-SC-FDM系统的频域、时域联合均衡方案
        3.2.1 实数I-SC-FDM系统的频域均衡方案
        3.2.2 实数I-SC-FDM系统的时域均衡方案
        3.2.3 实数I-SC-FDM系统的频域、时域联合均衡方案
    3.3 基于10-G class器件的40 Gbps I-SC-FDM PON实验设置
    3.4 基于10-G class器件的40 Gbps I-SC-FDM PON实验结果
        3.4.1 仅采用频域均衡的实验结果
        3.4.2 仅采用时域均衡的实验结果
        3.4.3 采用频域、时域联合均衡的实验结果
        3.4.4 三种均衡方式的计算复杂度和均衡性能对比
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 基于单载波PAM4的低成本高速PON系统
    4.1 低成本高速PAM4-PON的系统架构
    4.2 基于Volterra级数及其简化模型的均衡方案
        4.2.1 Volterra级数及其简化模型的非线性均衡原理
        4.2.2 Volterra级数及其简化模型在PON系统中的实验验证
    4.3 基于快速频域均衡、后滤波及简化MLSD的系统均衡方案
        4.3.1 快速频域均衡原理
        4.3.2 后滤波结合简化MLSD的原理
        4.3.3 实验结果与讨论
    4.4 基于混合判决反馈模型的低复杂度均衡方案
        4.4.1 基于判决反馈模型的混合判决原理
        4.4.2 混合判决反馈模型在PON系统中的实验验证
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 低成本大色散容忍度的超高速DCI系统
    5.1 基于自回归滤波器的谱零点补偿原理
    5.2 非线性失真与光纤色散联合补偿的均衡方案
        5.2.1 IM/DD系统信号传输过程原理分析
        5.2.2 实验设置
        5.2.3 实验结果与讨论
        5.2.3.1 系统频率响应和接收信号的功率谱
        5.2.3.2 均衡器性能分析
        5.2.3.3 均衡器复杂度分析
    5.3 基于判决错误擦除的大色散容忍度均衡方案
        5.3.1 基于错误擦除的判决方案原理
        5.3.2 判决错误擦除方案的实验验证
        5.3.2.1 实验设置
        5.3.2.2 实验结果与讨论
    5.4 基于多符号联合判决的大色散容忍度均衡方案
        5.4.1 多符号联合判决原理
        5.4.2 树形搜索算法原理及复杂度分析
        5.4.2.1 MLD算法原理及复杂度分析
        5.4.2.2 M算法原理及复杂度分析
        5.4.2.3 SD算法原理及复杂度分析
        5.4.3 多符号联合判决的实验验证
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 未来工作展望
缩略词中英文对照表
致谢
本论文资助来源
攻读博士学位期间学术成果列表与参与项目情况

(6)基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 光接入网的技术演进与挑战
        1.2.1 光接入网的技术演进
        1.2.2 光接入网的挑战与技术难题
    1.3 多载波调制光接入网研究背景与意义
    1.4 多载波调制光接入网国内外研究现状
        1.4.1 高功率预算多载波光接入网系统
        1.4.2 低成本光单边带多载波调制光接入网系统
        1.4.3 高效频谱效率FBMC低峰均功率比光接入网系统
        1.4.4 多业务全光VPN多载波光接入网系统
    1.5 论文主要内容和结构安排
第二章 高功率预算的多载波光接入IM-DD系统研究
    2.1 直接检测系统的传输特性分析
        2.1.1 DML-DD传输特性分析
        2.1.2 EML-DD传输特性分析
        2.1.3 MZM-DD传输特性分析
    2.2 OTPI高速IM-DD光传输系统
        2.2.1 OTPI高速光传输系统基本原理
        2.2.2 实验系统构架和参数设置
        2.2.3 系统传输参数优化与性能
    2.3 DOF嵌入的高功率预算多载波高速IM-DD光接入研究
        2.3.1 DOF嵌入的多载波光接入IM-DD技术原理
        2.3.2 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入的实现
        2.3.3 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入系统构架
        2.3.4 DOF嵌入的高功率预算多载波高速光接入网性能分析
    2.4 本章小结
第三章 基于损伤抑制的低成本光单边带多载波光接入研究
    3.1 光单边带技术
    3.2 基于OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统
        3.2.1 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统原理
        3.2.2 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统构架
        3.2.3 OFDMA的 CS-OSSB光接入网系统参数配置
        3.2.4 传输性能分析
    3.3 ONU无色多载波双向OSSB光接入网系统
        3.3.1 ONU无色双向OSSB光接入网系统的工作原理
        3.3.2 ONU无色双向OSSB光接入网系统的仿真与结果
        3.3.3 ONU双向OSSB光接入网系统的实验与结果
    3.4 本章小结
第四章 基于截断DFT扩展的FBMC光接入网系统研究
    4.1 FBMC中原型滤波器的设计
        4.1.1 EGF滤波器的设计
        4.1.2 Mirabbasi-Martin滤波器的设计
        4.1.3 Hermite滤波器的设计
    4.2 FBMC的基本原理
    4.3 多载波FBMC降低PAPR的实现方法
        4.3.1 μ律压扩法降低PAPR的实现
        4.3.2 限幅降低PAPR的实现
        4.3.3 DFT扩展降低PAPR的实现
    4.4 截断DFT扩展的FBMC-OSSB多载波光接入网系统
        4.4.1 截断DFT扩展的FBMC低 PAPR原理
        4.4.2 KK算法原理
        4.4.3 系统构架和参数配置
        4.4.4 传输性能研究
    4.5 本章小结
第五章 基于DFMA的灵活全光VPN的光接入网系统研究
    5.1 光接入网系统中全光VPN通信实现技术
        5.1.1 基于FP-LD的全光VPN光接入系统
        5.1.2 基于MP-BPF的全光VPN光接入系统
        5.1.3 基于COF的全光VPN光接入系统
    5.2 基于DFMA多载波光接入系统的VPN通信
        5.2.1 DFMA光接入网构架
        5.2.2 DFMA全光VPN光接入原理
        5.2.3 VPN通信灵活性分析
        5.2.4 VPN扩展性分析
    5.3 基于DFMA光接入网全光VPN通信研究
        5.3.1 基于DFMA光接入网全光VPN配置
        5.3.2 基于DFMA光接入网性能
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果

(7)非正交波形调制和非正交多址接入技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号列表
算子对照表
专用术语注释表
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 面向5G网络及以后的挑战
        1.1.2 新波形调制和多址传输技术的必要性分析
    1.2 波形调制和多址技术的研究现状
        1.2.1 波形调制技术
        1.2.2 非正交多址接入技术
    1.3 波形调制和多址技术的标准化历程
        1.3.1 波形调制技术
        1.3.2 非正交多址接入技术
    1.4 论文的主要内容和结构安排
        1.4.1 主要研究内容及创新点
        1.4.2 论文的结构安排
第2章 波形调制和多址接入理论基础
    2.1 波形调制
        2.1.1 多载波传输系统
        2.1.2 符号、滤波器和和栅格
        2.1.3 正交与非正交的分类
    2.2 非正交多址技术
        2.2.1 容量界分析
        2.2.2 MMSE-SIC算法
        2.2.3 MPA接收机算法
第3章 基于DFT-S-GMC调制的PDMA上行传输方案研究
    3.1 引言
    3.2 基于DFT-S-OFDM的 PDMA上行链路模型
    3.3 基于DFT-S-GMC时域实现的PDMA上行链路模型
        3.3.1 发射机时域实现
        3.3.2 接收机时域实现
        3.3.3 等效信道响应矩阵和等效噪声分析
    3.4 基于DFT-S-GMC频域实现的PDMA上行链路模型
        3.4.1 发射机频域实现
        3.4.2 接收机频域实现
        3.4.3 等效信道和等效噪声分析
    3.5 仿真结果及分析
        3.5.1 仿真参数
        3.5.2 结果分析
    3.6 本章小结
    3.7 附录
        3.7.1 时域等效信道和等效噪声方差的推导
        3.7.2 频域等效信道和等效噪声方差的推导
第4章 异构无线网络中基于FBMC调制的统一多址研究
    4.1 引言
    4.2 滤波器组多载波系统的高效实现
        4.2.1 FBMC系统的一般模型
        4.2.2 FBMC系统的高效实现
    4.3 FBMC-SMT:可扩展矩阵变换的滤波器组多载波
        4.3.1 FBMC-SMT结构
        4.3.2 FBMC-SMT结构与3G和4G多址方案的关系
    4.4 FBMC-SMT的 SINR分析
    4.5 仿真结果及分析
        4.5.1 仿真参数
        4.5.2 结果分析
    4.6 本章小结
第5章 多用户CB-OSFB上行传输中低复杂度ZF接收机研究
    5.1 引言
    5.2 CB-OSFB调制系统模型
        5.2.1 CS-OSFB上行传输模型
        5.2.2 传统的ZF接收机
    5.3 低复杂度的ZF接收机设计
        5.3.1 调制矩阵的频域结构
        5.3.2 接收机设计流程
        5.3.3 复杂度分析
    5.4 仿真结果
    5.5 本章小结
    5.6 附录:性能损失的证明
第6章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间撰写的提案
附录4 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢

(8)面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 光纤承载的无线接入网研究背景
    1.2 光纤前传关键问题及研究现状
    1.3 本论文的研究内容和创新点
    1.4 本文的结构安排
    参考文献
第二章 高可靠CPRI数字传输与压缩技术
    2.1 基于跃变PAM4 调制格式的低误码传输技术
    2.2 基于椭圆滤波重采样的前传数据压缩
    2.3 CPRI前传FPGA系统仿真及时延验证
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 针对e CPRI数字前传的弹性量化精度技术
    3.1 针对无线信号质量多样性的灵活量化精度技术
    3.2 负载自适应的链路弹性容量方案
    3.3 基于无线衰落补偿的量化噪声抑制技术
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 承载MIMO信号的模拟光纤传输技术
    4.1 基于片段时分复用的模拟前传传输技术
    4.2 无中频变换的基带MIMO交织时分复用方案
    4.3 本章小结
    参考文献
第五章 数字与模拟前传集成传输
    5.1 零点填充技术原理及信号质量分析
    5.2 实验系统与结果分析
    5.3 本章小结
    参考文献
第六章 总结和展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
附录 缩略语
致谢
攻读博士学位期间已发表的论文
攻读博士学位期间申请的发明专利
攻读博士学位期间参与的科研项目

(9)机器学习技术在相干光OFDM系统中的应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 主要研究内容
    1.3 学位论文结构安排
第二章 机器学习与相干光OFDM
    2.1 OFDM原理
        2.1.1 多载波调制和解调
        2.1.2 OFDM子载波正交性
        2.1.3 OFDM关键技术
    2.2 CO-OFDM系统
        2.2.1 核心器件
        2.2.2 CO-OFDM的优缺点
        2.2.3 CO-OFDM设计要点
    2.3 CO-OFDM自适应技术
    2.4 机器学习在相干光OFDM中的应用
    2.5 本章小结
第三章 基于机器学习技术进行相干光OFDM非线性补偿研究
    3.1 CO-OFDM非线性原理
    3.2 传统光纤非线性补偿技术
        3.2.1 逆沃尔泰拉传输函数(IVSTF)技术原理
        3.2.2 数字DBP技术的原理
    3.3 基于MLP-ANN技术非线性补偿算法
    3.4 新型非线性补偿算法的仿真研究
        3.4.1 系统仿真参数设置
        3.4.2 仿真结果与性能分析
    3.5 本章小结
第四章 基于机器学习技术进行相干光OFDM子载波功率分配研究
    4.1 自适应功率分配原理
    4.2 基于误码率优化的次最优功率分配方式
        4.2.1 最优功率配置
        4.2.2 次最优功率配置
    4.3 基于ANN的相干光OFDM功率分配算法
        4.3.1 新型功率分配算法原理
        4.3.2 新型功率分配算法中的遗传算法
    4.4 新型功率分配算法的仿真研究
        4.4.1 系统仿真参数设置
        4.4.2 仿真结果与性能分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(10)新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的研究意义
    1.2 光纤通信的兴起与发展
    1.3 超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究背景及现状
    1.4 超高速、超大容量光纤通信系统架构中的关键技术
    1.5 论文的主要工作和结构安排
2 相干光超大容量光纤传输系统架构的研究与实验
    2.1 引言
    2.2 相干光超大容量光纤传输系统架构中的关键技术研究
    2.3 100Tbit/s相干光DFT-S OFDM单模光纤传输系统实验
    2.4 200Tbit/s相干光DFT-S OFDM少模光纤传输系统实验
    2.5 560Tbit/s相干光DFT-S OFDM单模7 芯光纤传输系统实验
    2.6 1Pbit/s相干光DFT-S OFDM单模19 芯光纤传输系统实验
    2.7 本章小节及主要创新点
3 超高速PAM-4调制城域网系统架构的研究与实验
    3.1 引言
    3.2 超高速PAM-4调制城域网系统架构中的新型收发技术研究
    3.3 双二进制编码PAM-4信号单模光纤传输实验
    3.4 基于神经网络接收算法的PAM-4信号单模光纤传输实验
    3.5 本章小节及主要创新点
4 超大容量相干WDM-PON系统架构的研究与实验
    4.1 引言
    4.2 适用于接入网的相干调制解调技术及波分复用架构的研究
    4.3 基于新型简化相干结构的UDWDM-PON实验
    4.4 基于经典相干结构的实时UDWDM-PON实验
    4.5 本章小节及主要创新点
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表论文目录
附录2 攻读博士学位期间发表的专利目录
附录3 攻读博士学位期间参与项目
附录4 论文中英文缩写简表
附录5 1Pbit/s系统实验平台及第三方检测报告

四、正交频分复用时域自适应均衡接收机实现及性能分析(论文参考文献)

  • [1]高速移动场景中基于MIMO-OFDM的信道估计和预编码方法研究[D]. 张瑞齐. 北京交通大学, 2021(02)
  • [2]超奈奎斯特非正交频分复用相干光通信系统核心DSP算法研究[D]. 唐玉倩. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [3]宽带通信抗干扰抗截获关键技术研究与论证[D]. 徐雪. 北京交通大学, 2021(02)
  • [4]融合调光控制的可见光通信传输技术研究[D]. 薛晓妹. 江南大学, 2021(01)
  • [5]低成本短距离光纤传输系统中信道损伤及数字均衡技术研究[D]. 唐玺孜. 北京邮电大学, 2021
  • [6]基于多载波调制的光接入网物理层关键技术研究[D]. 张晓玲. 电子科技大学, 2021
  • [7]非正交波形调制和非正交多址接入技术研究[D]. 卞鑫. 南京邮电大学, 2020(03)
  • [8]面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术[D]. 李隆胜. 上海交通大学, 2020(01)
  • [9]机器学习技术在相干光OFDM系统中的应用[D]. 张豪杰. 北京邮电大学, 2020(05)
  • [10]新型超高速、超大容量光纤通信系统架构的研究[D]. 罗鸣. 华中科技大学, 2020

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正交频分复用时域自适应均衡接收机的实现与性能分析
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