一、用信号空间分析方法计算星形M-QAM的误比特率(论文文献综述)
刘海丹[1](2021)在《非正交光时域脉冲混叠复用技术研究》文中指出自5G商用以来,人工智能、大数据、物联网等新兴技术推动网络流量迅猛增长,带宽资源愈发紧张,目前提高传输容量和频谱效率的主要方法集中在提高正交振幅调制格式的调制阶数和压缩频谱带宽,对于前者来说,高阶调制信号星座图的星座点数目随着调制阶数增加呈指数增加,而非正交时域混叠信号星座图的星座点数目随着混叠重数增加呈线性增加,相比之下非正交时域混叠信号对信噪比的要求更低,对于后者来说,单纯地压缩带宽能带来的频谱效率有限,为了在有限的频谱带宽里传输更多的数据,我们提出了非正交时域脉冲混叠复用技术,通过减小时域脉冲的时间间隔来提高信道容量。本论文的主要工作包括如下几个方面:1.基于时域正交复用技术和非正交复用技术开展研究,对比分析了时域正交复用传输模型和非正交复用传输模型,并推导了它们的信道容量公式,结果表明时域非正交复用系统的信道容量是可以大于时域正交复用系统的信道容量的。2.提出了基于非正交时域脉冲混叠复用技术的10Gbaud强度调制直接检测(IM/DD)光通信系统,在矩形成型条件下,对比了 PAM4与Po12-OOK、PAM8与Po13-OOK、PAM16与Po14-OOK的传输性能,实验结果表明达到误码率硬判决门限(0.0038)时Po12-OOK、Pol3-OOK、Po14-OOK 的接收功率分别比PAM4、PAM8、PAM16少2.5dB、4.5dB和8.5dB。3.提出了基于非正交时域脉冲混叠复用技术的相干光传输系统和接收端信号处理算法,仿真结果表明矩形成型条件下,发收滤波器3dB带宽大于等于33.6GHz时,28Gbaud PDM-Po12-QPSK误码率低于PDM-16QAM,且PDM-Pol2-QPSK在1000km单模光纤中传输所需最小发射功率小于等于同速率的PDM-16QAM系统,根升余弦成型条件下,发收滤波器3dB带宽大于33.6GHz时,滚降因子为1.0的 PDM-Po12-QPSK-SRRC误码率低于PDM-16QAM-SRRC。
王朝晖[2](2021)在《高速大容量数据中心光互联的关键技术研究》文中研究说明数据中心光互联是光纤通信行业在短距离传输的重要业务与关注点,与相干光传输系统为代表的长距离传输光纤通信系统不同,数据中心光互联为代表的短距离传输系统考虑到成本、功耗与复杂性的问题,更加倾向于低成本、高速率的光纤传输系统。本文以数据中心之间光互联为应用背景,研究内容分为两大部分,第一部分研究了单偏振直接探测系统的光场恢复技术,第二部分研究了偏振复用直接探测系统的偏振解复用技术。针对系统结构、传输效率、信号与信号拍频干扰(SSBI)消除、成本控制等问题开展了研究工作,提出新的或者改进的传输系统方案与DSP算法,提升了短距离光互联系统传输的有效性与可靠性。本论文主要研究工作如下:一是关于单偏振的直接探测系统研究,主要讨论了两种基于Kramers-Kronig单边带信号(SSB-KK)系统与四种基于载波辅助差分探测的双生单边带信号(TwinSSB-CADD)系统的理论基础与结构,通过理论推导与仿真系统验证,从载波信号功率比(CSPR)、SSBI消除、延时参数、接收光功率(ROP)、光信噪比(OSNR)等方面研究了系统的性能。SSB-KK系统的ROP灵敏度与OSNR灵敏度更高,即在低ROP与低OSNR条件下传输更有优势,但其传输效率仅为Twin-SSB-CADD系统的一半左右,并且需要过采样处理才能消除SSBI;在ROP与OSNR满足一定条件下,Twin-SSB-CADD系统能够实现更有效率的传输,这种系统是更紧凑和高成本效益的解决方案,适用于短距离数据中心光互联的传输应用。二是关于偏振复用的直接探测系统研究,主要讨论了基于Stokes域与Jones域两种不同偏振解复用系统的接收机结构与解偏算法原理,通过仿真系统与实验系统验证,从CSPR、激光器线宽、发射光功率(LOP)、ROP、OSNR等方面研究了系统的性能。基于Stokes域偏振解复用系统的ROP灵敏度与OSNR灵敏度更高,即在低ROP与低OSNR条件下传输更有优势;在ROP与OSNR满足一定条件下,基于Jones域偏振解复用系统的结构简单,对器件性能容忍度高,能够实现低成本的传输。这两种不同偏振解复用系统的传输效率相同,各有优缺点,适用于不同场景下的短距离数据中心光互联的传输应用。
耿欣[3](2020)在《高铁CTCS-3级列控系统无线链路干扰效应研究》文中研究表明经过不断地发展和创新,我国高速铁路已成为世界上高铁运营里程最长、在建规模最大、高速列车运行数量最多、商业运营速度最高、高铁技术体系最全、运营场景和管理经验最丰富的高速铁路网。高速铁路运营速度的大幅提高和运输量的飞速增长为中国列车运行控制系统(Chinese Train Control System,CTCS)带来了极大的挑战,日益增多的列控、行车和地面等信息需要通过车地无线传输链路进行数据交换。而高速铁路本身是集高功率牵引电气设备与微功率列车控制设备于一体的复杂巨系统,其中以牵引供电和列车运行控制系统为主的用电、用频设备的有意、无意发射使得CTCS-3级列控系统无线链路易受环境中各种电磁骚扰的影响,严重时甚至威胁到高铁运营的安全性和可靠性。因此,为了保障高速列车安全高效地运行,CTCS-3级列控系统无线链路的干扰效应研究成为高铁列车运行控制系统信息能够安全可靠地传输的关键问题。在列车高速行驶的过程中,高速铁路系统环境中的电磁骚扰有很强的突发性和随机性;同时CTCS-3级列控系统无线链路采用了多种无线传输制式以适用不同应用对数据传输的需求,这使得电磁骚扰与无线链路的性能指标之间难以直接建立量化关系。为了保证在高铁这种复杂应用场景中无线通信链路的性能,需要评价采用不同调制、编码方式的无线通信链路在脉冲骚扰下的干扰效应,从而提出合适的抗干扰措施以减弱脉冲骚扰的影响。本文首先从高铁环境中影响CTCS-3级列控系统无线链路的主要骚扰出发,通过分析典型脉冲电磁骚扰信号的时域统计特性,建立了脉冲电磁骚扰的统计参量模型。接着,基于电磁骚扰信号的统计参量估计电磁骚扰对无线链路的瞬时效应并进行长时间的等效,构建了电磁骚扰信号联合统计参量与采用数字信息传输(包括不同调制和差错编码方式)链路差错性能上界之间的量化关系。然后,针对脉冲骚扰的突发性,从提高敏感设备抗扰度的角度,提出了分散短时性能恶化的方法以解决CTCS-3级列控系统无线链路电磁兼容干扰防护的技术难题。最后,搭建了基于虚拟仪器平台的多统计参量同步测量系统,实现了在有用信号共存的情况下电磁骚扰统计参量的准确测量,并通过联合仿真平台验证了无线链路干扰效应评估方法的有效性。本文的主要创新点具体如下:一、由于电磁骚扰对采用不同调制方式的无线链路的影响存在很大差别,且现有评估结果和实际值的误差非常大,因此本文提出了一种更准确的通用方法来评估采用数字调制的CTCS-3级列控系统无线链路的干扰效应。通过基于骚扰统计参量的调制信号比特级干扰效应评估模型,建立了电磁骚扰信号统计参量与采用不同调制方式数字信息传输差错性能上界之间的量化关系,为辐射发射骚扰限值的建立提供了理论参考。二、由于脉冲骚扰对采用不同信道编码方式的无线链路的干扰效应目前并没有十分有效的通用方法,本文提出了一种适用于复杂高铁电磁环境的方法评估采用信道编码的CTCS-3级列控系统无线链路的干扰效应。通过有效信干噪比映射算法,建立了电磁干扰信号联合统计参量与采用不同纠错编码方式信息传输与差错性能之间的量化关系,为脉冲型时变骚扰影响下无线链路的编码性能提供了理论参考,比数值仿真方法更加灵活和有效。三、由于无线链路的开放性限制了用于隔离骚扰源和切断耦合途径等抑制干扰的电磁兼容技术的有效性,本文从改善敏感设备抗干扰性能的角度,引入了解决高铁环境中脉冲骚扰引起的无线信息传输的干扰问题的新思路。针对高铁环境中骚扰的突发性和随机性,提出了将突发脉冲干扰效应分别从时域、频域和空间域离散化的防护措施,用于提高CTCS-3级列控系统无线链路的抗干扰性能,保证列控信息传输的可靠性。本文中无线链路干扰效应的研究建立了无线传输差错概率限值与骚扰统计特性之间的关系,从而为制定电磁骚扰的统计参量限值提供理论依据。同时,由于本文的评估方法适用于各种骚扰共存的复杂场景,且不需要骚扰的先验信息,适用于高铁环境中的实际应用,例如CTCS-3级列控系统无线链路的实时监控、风险分析和干扰预警等。
岳竹青[4](2020)在《高速光通信系统中编码调制技术的研究》文中认为随着人工智能、云计算等技术的兴起,人们对光纤通信系统的通信容量、带宽和数据传输速率的要求越来越高,对光通信网络提出了更高的要求,目前的技术无法满足日益增长的需求。编码调制技术是一种在给定信道中对编码和调制联合设计和优化的方案,是实现信息理论香农极限的关键技术之一。星座成形技术可以以更快的速率传输数据,而且具有很大的灵活性和更高的频谱效率。现有的调制格式难以满足需求,正由于星座成形具备这些优点,将其应用于高速光通信系统中可以实现比传统调制格式更好的性能,使得系统容量更加接近于香农极限。同时,信道编码是实现可靠通信的有效手段。将星座成形同网格编码调制(TCM)结合,可以提高频谱效率,并且具有良好的纠错能力和简单的结构,提高系统的性能。正交频分复用(OFDM)技术由于具有抗多径干扰和低复杂度等优势,广泛应用于4G/LTE系统。但是由于峰均功率比较高,对同步错误敏感和带外泄露较高等缺点,决定了它不是5G通信系统中的最佳选择。广义频分复用技术(GFDM)作为OFDM的替代方案,解决了 OFDM固有的缺陷,广泛应用于5G网络中。因此,星座成形技术成为了光纤通信系统中的研究热点。本论文在研究高速光通信系统中编码调制理论的基础上,重点研究了基于费诺编码的概率成形方案,基于费诺编码的多维概率成形方案、基于网格编码调制的多维概率成形方案以及基于几何成形和LDPC的广义频分复用方案,以满足系统容量更大、传输速率更高的要求。论文的主要研究工作和创新点如下:1.基于费诺编码的概率成形方案在研究现有概率成形方案和费诺编码的基础上,提出了基于费诺编码的概率成形方案。该方案仿真研究了概率成形信号在AWGN信道中的误比特性能,在频谱效率相等的条件下,与传统M-PAM和M-QAM作对比。研究结果表明,该方案与8PAM和8QAM方案相比,在BER为10-5时,分别实现了 2.3dB和1.2dB的增益。2.基于费诺编码的三维概率成形方案在研究传统概率成形技术的基础上,提出了一种基于费诺编码的三维概率成形方案。该方案将概率成形与多维调制方案相结合,实现了维度扩展,使得星座点之间的最小欧氏距离变大,相同的功率可以传输更多星座点,从而获得更好的性能和更大的传输效率。仿真在传输功率和频谱效率相等的条件下,对二维概率成形信号和三维概率成形信号的误比特性能进行研究和分析对比。研究结果表明,在BER=10-5时,该方案与基于费诺编码的二维概率成形方案相比,分别可以获得2.6dB的增益。与三维8QAM调制方案相比,可以获得3.7dB的增益。3.基于网格编码调制的三维概率成形方案在研究二维概率成形和网格编码调制方案的基础上,提出了一种基于网格编码调制的三维概率成形方案。该方案采用费诺编码的方式得到待传输信号,对星座图的维度进行升级,将二维星座平面扩展到三维星座空间中,并与网格编码调制方案相结合,将信号放置于三维星座空间中进行研究。仿真研究了基于网格编码调制的三维概率成形信号的误比特性能,并与二维空间中基于网格编码调制的8QAM方案、二维空间中基于网格编码调制的9QAM方案以及三维空间中基于网格编码调制的8QAM方案作出对比和性能分析。研究结果表明,三维9QAM-TCM方案与二维9QAM-TCM方案相比,在BER为10-4时,具有1.2dB的编码增益;三维8QAM-TCM方案在BER为10-4时比传统的二维8QAM-TCM编码增益减小了 0.8dB;二维9QAM-TCM系统与二维8QAM-TCM相比具有0.9dB的编码增益。4.基于几何成形和LDPC的广义频分复用方案在研究几何成形和低密度奇偶校验码的基础上,提出了基于几何成形和LDPC的广义频分复用方案。该方案仿真研究了基于GS-16QAM-LDPC的广义频分复用系统的误码性能,将星座成形技术应用于GFDM系统,并与低密度奇偶校验码LDPC相结合,改善了GFDM由于子载波间非正交性造成的子载波间干扰严重的问题。该方案研究了广义频分复用和正交频分复用系统,采用几何成形16QAM和LDPC改善系统性能。通过仿真对OFDM和GFDM的频谱性能进行了对比分析,从频谱图中可以明显地看出GFDM信号旁瓣衰减快。并与基于常规16QAM的GFDM方案和OFDM方案作对比,在不同信噪比下对误比特性能作出对比分析。仿真结果表明,在BER为10-5时,相比于基于常规16QAM的GFDM方案,基于LDPC-GS-16QAM的GFDM方案,实现了 15.3dB的编码增益。由此可以得出结论,几何成形方案和LDPC可以较好地抑制GFDM信号的子载波间干扰。
王瀚庆[5](2020)在《面向6G的低开销先进接收机关键技术研究》文中进行了进一步梳理为适应持续增长的无线业务需求,第六代移动通信系统(6G,6th Generation Mobile Communication Systems)需支持太比特每秒的高速数据传输.进一步增大天线阵列规模、拓展传输带宽仍是实现6G愿景的关键技术手段。在基于大阵列与大带宽的无线接收机的设计与实现中,若采用传统纯数字、高精度硬件架构,则面临产生海量基带数据、硬件成本高昂、系统功耗以及计算复杂度巨大等实际挑战,因此开发低开销高效能接收机是6G中亟待研究的关键问题。低精度量化接收机、混合模数接收机以及分布式接收机是颇具潜力的低开销接收机架构,本论文针对上述低开销接收机架构下信号检测、信道估计以及混合模数线性接收机设计等关键问题展开研究。首先,研究基于低精度模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter)的正交频分扶复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统信号检测问题。基于广义Turbo(GTurbo,Generalized Turbo)算法框架提出迭代检测算法,推导其状态演化方程,由此得出GTurbo信号检测算法误符号率性能的解析表达式,根据状态演化方程,提出子载波功率分配方案,以最小化平均误符号率,通过对比GTurbo检测器的状态演化方程与平均自由熵鞍点迭代方程,证明GTurbo检测器在渐近情况下可实现最小均方误差(MMSE,Minimum Mean Square Error)性能。仿真结果表明:状态演化方程可以提供准确的性能预测;仅3比特量化情况下,GTurbo检测器与功率分配方法相结合实现的误比特率性能即接近于无穷精度量化情况下OFDM系统的误比特率性能。然后,进一步考虑量化OFDM接收机基带处理整体架构设计以及原型验证系统实现。将适用于高精度OFDM系统的LMMSE信道估计器嵌入GTurbo算法架构中,导出其相应的外信息保证算法收敛,实现GTurbo算法框架的扩展,提出量化OFDM信道估计算法,设计自动增益控制,噪声功率估计和帧同步的可行方案,并将基于GTurbo的信号检测与信道估计算法与之相结合,提出量化OFDM接收机基带处理架构,在此基础上搭建原型验证系统,并通过空口实验验证1比特量化情况下正交相移键控(QPSK,Quadrature Phase Shift Keying)传输与2比特量化情况下的16正交振幅调制(QAM,Quadrature Amplitude Modulation)传输的可靠性。实验结果表明:上述两种情况下,当信噪比高于约8 d B时,可实现无差错传输。接着,研究基于动态超表面阵列(DMA,Dynamic Metasurface Array)的量化比特数受限多用户MIMO-OFDM上行接收机设计问题。将DMA超材料单元频率响应模型整合到多用户多输入多输出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)-OFDM系统模型中得出输入-输出关系数学模型,该模型为一频率相关模数混合接收机结构,基于任务型量化信号处理架构对低精度ADC引起的量化误差进行线性近似,进而导出给定DMA配置的情况下均方误差的近似表达式,在此基础上根据矩阵二次变换并通过适当的矩阵运算将OFDM信号恢复问题转化为约束二次规划问题,根据矩阵分式规划原理,考虑不同的DMA权值类型,提出相应的交替优化算法。仿真结果表明:基于DMA的接收机可实现准确的OFDM信号恢复,因此DMA在实现低成本、低功耗的高性能大规模MIMO-OFDM方面颇具潜力。最后,研究超大规模MIMO系统分布式信号检测设计问题。提出将来自阵列中各不相交的天线子集,即子阵列的基带数据分配到由中央处理单元协调的并行处理单元中,通过向量值因子图对此场景的后验概率进行描述,并根据期望传播(EP,Expectation Propagation)原理对因子图上不同节点之间传递的消息进行迭代计算与更新,导出分布式EP迭代检测算法,分布式EP检测器的收敛性以及渐近MMSE性能通过理论分析得以验证,为使分布式EP检测器在实际通信系统中更易实现,提出进一步降低计算复杂度,以及并行子阵列与中央处理单元之间的信息交换开销的可行方案。仿真结果表明:分布式EP检测器经五次以内的迭代即可收敛,且其性能优于现有分布式检测器。
崔楠[6](2020)在《高频谱效率光纤通信系统中偏振相关损伤均衡方法研究》文中研究表明随着第五代移动通信系统(5G)的逐渐部署,物联网、虚拟现实、移动互联网以及云计算等业务的蓬勃发展,带来了全球信息流量的爆炸式增长。面对海量的数据传输需求,无论是作为核心骨干网长距传输的相干系统还是数据中心之间短距互联的直接检测系统都面临着巨大的挑战,建立高速率、大容量、高频谱效率的光纤通信系统成为了通信传输的共同目标。先进调制格式的提出,如正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)、16进制正交幅度调制(16 Quadrature Amplitude Modulation,16QAM)或更高阶的调制格式有效增加了系统的频谱效率;各种复用技术的发展,如偏分复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)、波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)甚至空分复用(Space Division Multiplexing,SDM)极大的提高了光通信系统的传输容量。因此,伴随着全球数据流量的爆炸式需求,以及一系列重大技术的突破,光纤通信系统正以蓬勃的生命力持续发展。然而,光信号在光纤信道传输的过程中,不可避免的会经历色度色散(Chromatic Dispersion,CD)、偏振态旋转(Rotation of State of Polarization,RSOP)、偏振模色散(Polarization Mode Dispersion,PMD)以及偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss,PDL)等损伤,这些损伤会造成光信号畸变,严重影响通信系统的传输性能。数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)技术的发展,使得上述损伤可以在接收机的电域得到均衡。然而,随着光纤通信系统传输速率与调制格式的不断提升,使得单一的信道损伤及多种损伤之间的联合作用加剧,原来针对低速率、单一损伤的均衡算法变的捉襟见肘;其次,在一些极端偏振损伤场景下(比如火车经过时的剧烈震动和雨天的雷击),均衡算法的性能将急剧下降甚至失效,导致通信中断;此外随着系统传输速率的提高,对信道损伤理论模型的研究也面临着挑战。综上所述,对均衡算法的突破以及损伤模型的完善对保障通信系统稳定运行具有重要意义。针对以上存在的问题,本论文围绕高频谱效率光纤通信系统中偏振损伤均衡这一主题,剖析偏振损伤产生的物理机理,建立了三参量的RSOP模型,提出了基于卡尔曼滤波器(Kalman Filter,KF)的高效信号损伤均衡方案,以保证通信系统正常和稳定运行,为电信运营商和设备制造商提供核心的技术支撑。本论文的创新性和研究工作如下:(1)光纤信道中RSOP建模与快速RSOP损伤均衡研究本论文创新性的提出了RSOP的三参量模型,该模型可以准确、完整的对链路中的偏振态变化进行描述;在三参量RSOP模型的基础上,设计了基于卡尔曼滤波器的均衡方案。对于QPSK信号,该方案对RSOP的追踪速度可达百兆弧度每秒,对于16QAM信号,追踪速度可达十兆弧度每秒。(2)快速RSOP和PDL联合均衡方案研究本论文提出了一种基于偏振时间编码(Polarization-Time Code,PTC)和卡尔曼滤波器的联合均衡方案。首先对光纤信道中RSOP和PDL联合损伤模型进行了化简,在简化模型的基础上,设计利用斯托克斯空间补偿两偏振支路的功率差,利用卡尔曼滤波器追踪快速RSOP,利用偏振时间编码缓解由光信噪比(Optical Signal to Noise Ratio,OSNR)不平衡导致的误比特率(Bit Error Rate,BER)问题。在1.2dB的OSNR代价下,所提方案可以均衡7dB的PDL结合1Mrad/s的RSOP,实现了快速RSOP下,对PDL引起的两偏振支路功率与OSNR不平衡的均衡。(3)斯托克斯矢量直接检测(Stokes vector direct detection,SV-DD)系统中CD与RSOP联合均衡研究本论文提出了一种新的卡尔曼滤波器架构,在此基础了设计了一种对SV-DD系统中CD与RSOP联合盲均衡方案。本文首先分析了SV-DD系统中CD和RSOP联合损伤补偿的困难性,之后通过设计时频域卡尔曼滤波器构架,实现在时域均衡RSOP,在频域补偿CD。所提方案可以完成对累积CD值达到2550ps/nm(相当于150km的G.652光纤)结合RSOP速率高达2Mrad/s的损伤均衡。解决了 SV-DD系统中CD和RSOP联合均衡的难题。
陈晓[7](2020)在《B5G高速移动通信自适应传输理论方法研究》文中认为随着对移动通信需求的快速增长,超5代(Beyond 5th Generation,B5G)移动通信将提供超高频谱利用率和传输速率、超可靠且低时延通信和大规模物联网通信系统。同时,B5G移动通信系统还将具备充分的灵活性以及网络自感知、自调整等智能化能力。B5G移动通信的关键技术包括:大规模天线阵列、密集网络、毫米波接入、新型波形复用、信道编译码与机器学习等。本文以高数据速率为目标,对B5G高速移动通信自适应传输理论进行了深入研究。本文主要工作如下:一、研究了多用户网络多载波系统的自适应调制和功率分配理论方法。主要工作包括:1)为了最大化数据速率,对每个用户子带内的子载波实现自适应调制,设计出在满足误比特率(Bit Error Rate,BER)约束下的正交幅度调制的调制阶数;2)在满足传输功率约束的条件下,结合调制阶数,设计了每个子载波的功率分配方案;3)给出了关于载波频偏对信干噪比影响的公式推导和理论分析,证明了不同的载波频偏将对相邻用户造成不同程度的干扰,从而导致通用滤波多载波(Universal Filtered Multi-Carrier,UFMC)系统的性能下降。仿真结果表明,提出的自适应调制和功率分配算法可以在最大化数据速率的情况下满足BER性能要求,并且,载波频偏干扰的仿真结果也和理论分析结论相印证。二、研究了存在载波频偏多用户新波形UFMC系统的自适应滤波器设计问题。主要工作包括:1)提出了基于加权切比雪夫近似的有限脉冲响应滤波器的自适应滤波器方案;2)根据不同用户的带宽和相邻用户之间的保护间隔,设计了该滤波器的通带和阻带参数;3)滤波器的阻带纹波是滤波器的主要参数,在满足目标BER约束的情况下,根据不同用户的不同载波频偏状况进行自适应设计。仿真结果表明,载波频偏干扰导致BER性能下降,而提出的自适应滤波方案可以显着消除载波频偏干扰,达到预期的BER性能。此外,与传统的固定长度滤波器相比,该自适应滤波算法具有较短的滤波器长度,可以有效地提高数据速率。三、研究了混合结构大规模多输入多输出系统中的波束域自适应传输方案。主要工作包括:1)利用混合结构中有限的射频链路,设计了一种简单且自适应选择的二维到达角(Direction Of Arrival,DOA)估计方法;2)提出了一种低复杂度、高精度信道估计方法,信道信息包含DOA估计得到的波束导向矢量和低开销导频估计得到的波束增益;3)基于估计的波束信息,设计了模拟预编码器和合成器,在此基础上,推导出多波束间功率分配的最优解,以实现数据速率的最大化;4)提出了一种新的自适应波束管理方案,能够自适应地快速确定最优波束对,该方案有效降低了波束选择和波束接入的时间成本。仿真结果表明,提出的波束域信号处理方案具有较低复杂度和较高精确度,同时能够获得更高的数据速率。四、研究了基于深度学习通信系统的自适应理论,包括高速率传输和性能分析。主要工作包括:1)考虑均方误差约束,设计了一种自适应选择传输向量的传输方法,使不同信道条件下的数据速率最大化;2)提出了一种新的广义数据表示(Generalized Data Representation,GDR)方案来提高基于深度学习通信系统的数据速率;3)分析了基于深度学习通信系统中训练信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)的影响和均方误差性能。数值结果表明,与传统的独热向量方案相比,当所提方案和传统方案具备有竞争力的误块率(BLock Error Rate,BLER)时,所提方案具有更高的数据速率和更低的训练复杂度。理论分析和仿真结果表明,高训练SNR和训练SNR集合都有利于在不同信道条件下获得较好BLER性能。
潘浩源[8](2020)在《灵活相干光传输系统DSP算法研究》文中提出随着互联网用户数目的持续增长和各式新型应用的不断涌现,现有光网络的底层光传输系统的高处理时延、固定带宽的分配和链路速率以及低效的频谱效率难以满足新兴业务低时延、低开销、低复杂度以及灵活动态补偿链路损伤的需求,从而制约光网络向灵巧化、动态化和高效化发展。未来的灵活相干光传输系统迫切需要动态突发光传输、大容量高谱效传输、损伤自适应补偿以及更灵活高效的数字信号处理技术的支持。本文围绕灵活相干光传输系统中的关键技术——突发相干接收线性损伤补偿数字信号处理(DSP,Digital Signal Processing)算法、基于最大后验概率(MAP,Maximum Posterior Probability)的码型相关符号间干扰(ISI,Inter-Symbol Interference)抑制算法以及全盲多损伤抑制DSP算法进行了深入研究,研究工作主要内容如下。1.采用突发相干接收的超100Gbps灵活光传输系统中,存在信道损伤动态变化、激光器瞬态效应等问题,传统DSP算法需要较高的训练序列开销以补偿/跟踪动态变化的信道损伤,但相应的有效速率/频谱效率降低。为适应灵活光传输系统信号接收的突发性,本文提出了一种基于训练序列复用的低开销、低复杂度和低时延突发相干接收线性损伤补偿DSP算法方案。该方案的突发帧结构针对激光器瞬态效应进行特殊设计,训练序列同时用于辅助频偏估计以及蝶形滤波器抽头系数初始化以加快收敛速度。14Gbaud PM-16QAM(Polarization Multiplexing-Quadrature Amplitude Modulation)光突发相干接收系统的仿真和离线实验结果表明:该训练序列复用方案相比于全盲DSP算法方案,性能相当且复杂度降低33.4%;相比全数据辅助方案,具有更高的线宽容忍度且开销从由14.9%下降至5.3%。2.Nyquist-WDM(Wavelength Division Multiplexing)相干光传输技术能够有效提高灵活光传输系统的频谱效率,但Nyquist-WDM系统中Nyquist强滤波损伤和光纤非线性效应会导致强烈的码型相关类ISI,而现有抑制算法复杂度过高难以低成本低功耗地硬件实现。针对上述问题,本文提出了一种基于无乘法欧氏距离近似计算的低复杂度MAP算法,其算法复杂度是传统MAP算法的28.8%。本文通过3×20Gbaud PM-16QAMNyquist-WDM仿真系统对所提算法进行了验证,仿真结果表明所提算法较无MAP算法,光背靠背不同前向纠错(FEC,Forward Error Correction)门限下所需的光信噪比(OSNR,Optical Signal to Noise Ratio)分别降低 1.2dB(@误比特率(BER,Bit Error Ratio)=1.9E-2)和 1.5dB(@BER=3.8E-3);最佳入纤功率提升ldB(7× 100km光纤环路);最大传输距离从1350km增加至1750 km(@BER=1.9E-2);进行1500km传输时,无MAP系统BER在任意入纤功率下均无法小于1.9E-2,而所提MAP算法能够明显提高增强系统性能,入纤功率在(-3.4dBm,1.1dBm)范围内均能够实现BER小于 1.9E-2。3×20Gbaud PM-16QAMNyquist WDM 背靠背和 700 km传输离线实验结果表明,所提MAP算法与传统MAP算法的OSNR容限及抑制光纤非线性损伤的能力相当,较无MAP算法具有1.5 dB的OSNR容限提升以及2.6 dB的入纤功率范围扩展。3.大容量灵活相干光传输系统存在复杂多样的动态线性和非线性损伤,而多损伤复杂关联难以抑制,传统DSP方法难以高效补偿。针对上述问题本文提出了一种基于谱聚类的多损伤抑制算法,并设计了一种基于谱聚类的无数据导引相干接收DSP算法方案。14GBaud PM-16QAM相干光传输系统仿真结果表明,基于谱聚类的多损伤抑制算法能够分别对调制器非线性、光纤非线性以及残余相位噪声进行抑制;多损伤共存时,基于谱聚类无数据导引DSP方案相比于传统全盲DSP方案最大传输距离在不同FEC门限下分别提升200km(7%FEC 门限@BER=3.8E-3)和 300km(20%FEC 门限@BER=1.9E-2)。
贺渊[9](2020)在《深度学习辅助的LDPC-BICM接收算法研究》文中提出作为移动通信的空口技术方案之一,联合低密度奇偶校验码的比特交织编码调制(LDPC-BICM,Low-Density Parity-Check Coded Bit-interleaved Coded Modulation)系统凭借强大的纠错能力、逼近香农限的传输性能以及高效灵活的方案实现等优势而备受关注。目前,LDPC-BICM亟待解决几种典型应用场景带来的严峻挑战,诸如异构系统的脉冲干扰、模拟前端的非线性失真以及多用户引起的同频干扰等。上述典型应用场景的干扰、失真等非理想因素将引起符号间干扰或者子载波间干扰,导致LDPC-BICM接收方案的最大后验(MAP,Maximum a posteriori)解调器在计算对数似然比(LLR,Likelihood Ratio)信息过程中产生严重的失配现象,造成解调译码性能的恶化。为应对多元化业务场景和差异化性能需求的挑战,LDPC-BICM系统兼顾传输有效性和系统可靠性的同时,迫切需要借助人工智能领域的深度学习手段赋予接收方案感知能力和决策能力,最终达到增强典型应用场景中解调译码性能的目标。围绕深度学习辅助的LDPC-BICM接收方案,论文的核心内容和研究成果主要包括:1)针对异构干扰场景中的民用航空移动宽带通信系统,论文提出基于高斯混合模型(GMM,Gaussian Mixture Model)的LDPC-BICM接收方案。考虑纠错编码方案的因素,本文提出基于原型图的外附信息转移(PEXIT,Protograph-based Extrinsic Information Transfer)分析的最优脉冲门限方法,并分析编码调制方案配置参数对最优脉冲门限的影响。已知脉冲消隐操作导致软解调过程的信道条件概率不再满足高斯分布,该方案在脉冲门限优化的基础上采用期望最大化算法实现基于GMM模型的信道条件概率建模。根据GMM模型建模,本文提出基于GMM模型的MAP解调器达到提升软信息精度的作用。仿真表明,PEXIT分析工具准确计算最优脉冲门限的同时,该方案凭借GMM模型辅助MAP解调器显着提升软解调性能。2)针对非线性效应下的宽带可见光多载波通信系统,论文提出基于深度前馈网络的LDPC-BICM接收方案NN-BICM。面对发光二极管器件的双边削波导致MAP解调器的信道条件概率难以给出数学解析式的挑战,该方案采用模型驱动策略巧妙结合深度前馈网络的感知能力和LDPC译码器的推断能力,辅助MAP解调器校正失配的LLR信息。为获得迭代增益,本文在NN-BICM方案的基础上提出两种迭代解调译码方案,即译码器反馈到MAP解调器的单涡轮迭代结构和译码器同时反馈到深度前馈网络和MAP解调器的双涡轮迭代结构。实际可见光通信场景中,本文提出适用于NN-BICM方案的功率分配和比特加载策略。仿真表明,NN-BICM和迭代解调译码方案均能够校正失配的LLR信息,并有效突破非线性效应的译码性能瓶颈和显着提升可达速率。3)针对同频干扰场景中的正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统,论文提出基于深度序列模型的LDPC-BICM接收方案。考虑到MAP解调器无法准确描述同频干扰影响的信道条件概率,该方案采取模型驱动策略联合深度序列模型和LDPC译码器。单天线场景中,论文分别提出单子载波网络结构和多子载波网络结构两种方案,辅助MAP解调器提升软解调性能。其中,单子载波网络结构利用深度前馈网络表征单子载波的信道条件概率,多子载波网络结构利用深度序列模型表征子载波间相关性影响的信道条件概率。多天线场景中,该方案利用深度序列模型表征空域维度相关性影响的信道条件概率,辅助MAP解调器增强LLR信息的可靠性。此外,论文提出固定训练模式和随机训练模式的差异化训练策略,并分析同频干扰强度、信道状态信息和高斯噪声三方面的鲁棒性影响。仿真表明,深度序列模型能够充分利用频域和空域相关性,进一步提升信道条件概率的表征能力,增强对抗同频干扰的鲁棒性。
安雨萌[10](2020)在《针对数字调制的高效干扰及其抗干扰方法》文中提出无线通信系统由于其固有的开放性,很容易受到干扰攻击,在电磁频谱管控和通信传输中较为常见。本文在通信传输的背景之下,主要研究针对数字调制的高效干扰以及针对这种干扰攻击的有效的抗干扰方法。本文的研究对象主要为二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)、正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)、正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)以及正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号,重点研究在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道下上述调制信号的高效干扰波形以及对抗高效干扰的有效的抗干扰方法。本文建立了上述信号在无干扰和相关干扰下的数学模型,通过推导误码率(Bit Error Rate,BER)公式,采用凸优化的理论分析方法,得到针对上述不同类型信号的高效干扰样式,并分析当施加了高效干扰攻击的情况下,存在的有效抗干扰方法。本文在理论推导出高效干扰样式的基础上,使用MATLAB进行仿真,验证其干扰效果和干扰增益,详细内容如下:首先,本文分析了针对不同调制方式的通信信号的高效干扰样式。以BPSK、QPSK和16QAM为例,推导了在AWGN信道下和存在相关干扰时的误码率公式。然后,本论文以16QAM信号为例,根据推导出的16QAM信号误码率公式,构建干扰信号分布的目标函数,采用凸优化的方法分析,得出针对16QAM信号的使误码率最大的高效干扰波形,然后推广到其他调制方式的通信信号,得到了针对不同调制方式的通信信号的高效干扰样式。并且在上述推导的基础上延申,得出了一些常用通信调制信号的高效干扰波形并给出了仿真分析。后面,本文还研究了OFDM信号的高效干扰波形。总结了OFDM系统的整体调制过程和收发端模型,建立了OFDM信号的误码率模型。并根据上述模型得到了针对OFDM信号不同调制方式的高效干扰波形,并给出了仿真结果。最后,在对通信信号施加上述推导的“高效干扰”的模型下,针对单载波信号和频分复用信号,考虑到实际情况中存在的带宽受限问题,对通信信号采用带内扩频和降低调制阶数的方法,对信号抗干扰效果进行了理论分析和仿真验证。
二、用信号空间分析方法计算星形M-QAM的误比特率(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、用信号空间分析方法计算星形M-QAM的误比特率(论文提纲范文)
(1)非正交光时域脉冲混叠复用技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 强度调制直接检测技术(IM/DD)研究背景 |
1.1.2 相干检测技术研究背景 |
1.1.3 高谱效非正交复用技术研究背景及意义 |
1.2 本文的创新点及组织结构 |
第二章 非正交光时域脉冲混叠复用原理及技术 |
2.1 时域正交复用传输原理 |
2.1.1 数字传输模型 |
2.1.2 信道容量 |
2.1.3 差错概率 |
2.2 时域非正交复用传输原理 |
2.2.1 数字传输模型 |
2.2.2 信道容量 |
2.2.3 差错概率 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于非正交时域脉冲混叠复用技术的IM/DD光通信系统 |
3.1 基于非正交时域脉冲混叠复用技术的IM/DD光通信系统原理和实现方案 |
3.1.1 生成原理 |
3.1.2 实现方案 |
3.2 接收端信号处理算法 |
3.2.1 均衡算法 |
3.2.2 算法优化及分析 |
3.3 基于非正交时域脉冲混叠复用技术的IM/DD光通信系统实验 |
3.3.1 实验系统 |
3.3.2 实验结果 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于非正交时域脉冲混叠复用技术的相干光传输系统 |
4.1 基于非正交时域脉冲混叠复用技术的相干光传输系统组成 |
4.1.1 发送端 |
4.1.2 信道 |
4.1.3 接收端 |
4.2 接收端信号处理算法 |
4.2.1 色散补偿 |
4.2.2 施密特正交 |
4.2.3 时钟恢复 |
4.2.4 信道均衡 |
4.2.5 载波恢复 |
4.2.6 均衡译码 |
4.3 多场景评估与分析 |
4.3.1 采样位置的影响分析 |
4.3.2 MLSE抽头数目的影响分析 |
4.3.3 成型波形的影响分析 |
4.3.4 限带系统中的误码性能优势 |
4.3.5 1000km单模光纤传输结果 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 论文工作总结 |
5.2 后续工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)高速大容量数据中心光互联的关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略词表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景与意义 |
1.2 数据中心光互联系统的国内外研究现状 |
1.2.1 单偏振直接探测系统光场恢复技术的国内外研究现状 |
1.2.2 偏振复用直接探测系统偏振解复用技术的国内外研究现状 |
1.3 本文的主要创新点以及结构安排 |
第二章 数据中心光互联系统的关键技术概述 |
2.1 直接探测的光互联系统架构 |
2.2 单边带信号与双生单边带信号的产生 |
2.2.1 PAM与 QAM信号调制格式 |
2.2.2 单边带信号与双生单边带信号的调制方式 |
2.2.3 IQ调制器的工作原理 |
2.3 数字信号处理关键算法 |
2.3.1 色散补偿技术 |
2.3.2 偏振解复用技术 |
2.4 本章小结 |
第三章 单偏振的直接探测系统研究 |
3.1 基于Kramers-Kronig的光场恢复技术 |
3.1.1 Kramers-Kronig光场恢复的原理 |
3.1.2 仿真系统分析 |
3.2 基于载波辅助差分探测的光场恢复技术 |
3.2.1 载波辅助差分探测光场恢复的原理 |
3.2.2 延时偏差分析 |
3.2.3 仿真系统分析 |
3.3 基于KK与 CADD不同光场恢复系统的传输性能对比 |
3.4 本章小结 |
第四章 偏振复用的直接探测系统研究 |
4.1 基于Stokes域的偏振解复用技术 |
4.1.1 基于Stokes域偏振解复用系统的DSP算法 |
4.1.2 仿真系统分析 |
4.2 基于Jones域的偏振解复用技术 |
4.2.1 基于Jones域偏振解复用系统的DSP算法 |
4.2.2 仿真系统分析 |
4.2.3 实验系统分析 |
4.3 基于Stokes 域与Jones 域不同偏振解复用系统的传输性能对比 |
4.4 本章小结 |
第五章 全文总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(3)高铁CTCS-3级列控系统无线链路干扰效应研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题背景和研究意义 |
1.1.1 中国高铁列控系统中的无线信息传输链路 |
1.1.2 中国高铁系统的电磁环境特性 |
1.1.3 脉冲骚扰统计特性的描述 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高铁系统中关于电磁骚扰限值的规定 |
1.2.2 统计参量方法的提出和发展 |
1.2.3 统计参量测量方法和测量设备的研究进展 |
1.2.4 基于脉冲骚扰的统计参量评估无线链路干扰效应的研究进展 |
1.3 论文主要工作及组织结构 |
2 影响CTCS-3 级列控系统无线链路主要骚扰的统计特性 |
2.1 弓网离线放电辐射骚扰的统计特性 |
2.1.1 弓网离线放电辐射骚扰对CTCS-3 级列控系统无线链路的干扰 |
2.1.2 弓网离线放电辐射骚扰的统计特性 |
2.2 公共移动网络信号的统计特性 |
2.2.1 公共移动网络信号对CTCS-3 级列控系统无线链路的干扰 |
2.2.2 公共移动网络信号的统计特性 |
2.3 高功率电磁脉冲的统计特性 |
2.3.1 高功率电磁脉冲对CTCS-3 级列控系统无线链路的危害 |
2.3.2 高功率电磁脉冲的统计特性 |
2.4 本章小结 |
3 CTCS-3 级列控系统不同调制无线链路的干扰效应研究 |
3.1 高铁CTCS-3 级列控系统无线传输链路的模型 |
3.1.1 高速铁路信号系统无线链路的传输制式 |
3.1.2 CTCS-3 级列控系统无线链路干扰效应评估模型 |
3.2 基于骚扰APD评估数字调制无线链路干扰效应的方法 |
3.2.1 基于骚扰APD的一维调制比特级干扰效应评估模型 |
3.2.2 PAM调制信号的干扰效应 |
3.3 基于骚扰APD的 QAM调制无线链路的干扰效应评估 |
3.3.1 方形QAM调制信号的干扰效应 |
3.3.2 矩形QAM调制信号的干扰效应 |
3.3.3 仿真与验证 |
3.4 基于骚扰APD的 PSK调制无线链路的干扰效应评估 |
3.4.1 PSK调制信号的干扰效应 |
3.4.2 仿真与验证 |
3.5 基于骚扰APD的 FSK调制无线链路的干扰效应评估 |
3.5.1 FSK调制信号的干扰效应 |
3.5.2 仿真与验证 |
3.6 基于骚扰APD的多载波调制无线链路的干扰效应评估 |
3.6.1 多载波调制信号的干扰效应 |
3.6.2 仿真与验证 |
3.7 本章小结 |
4 CTCS-3 级列控系统不同编码无线链路的干扰效应研究 |
4.1 基于有效信噪比映射的无线链路干扰效应评估方法 |
4.1.1 有效信噪比映射方法 |
4.1.2 基于互信息有效信噪比映射的动态评估模型 |
4.2 长期等效编码块接收信息速率 |
4.2.1 脉冲骚扰影响下的编码块接收信息速率 |
4.2.2 编码块接收信息速率与误块率的关系 |
4.2.3 长期等效编码块接收信息速率的计算 |
4.3 基于骚扰APD及 PDD的信道编码CTCS-3 级列控系统无线链路的干扰效应评估 |
4.4 仿真与验证 |
4.5 本章小结 |
5 高铁CTCS-3 级列控系统无线链路的抗干扰措施 |
5.1 CTCS-3 级列控系统无线信息传输电磁兼容问题的分析 |
5.2 基于自适应的列控系统无线链路抗干扰措施 |
5.2.1 列控系统无线链路的自适应方案 |
5.2.2 列控系统无线链路的跨层自适应方案 |
5.2.3 基于摩尔状态机的跨层AMC-HARQ链路自适应方案 |
5.2.4 仿真与分析 |
5.3 基于频域均衡的列控系统无线链路抗干扰措施 |
5.3.1 结合噪声预测的频域均衡方案 |
5.3.2 仿真验证 |
5.4 基于多天线分集的列控系统无线链路抗干扰措施 |
5.4.1 多天线分集接收模型 |
5.4.2 仿真验证 |
5.5 BTM设备报文传输干扰故障处理实例 |
5.5.1 故障现象分析 |
5.5.2 理论分析与现场测量 |
5.5.3 敏感设备分析 |
5.5.4 整改建议 |
5.6 本章小结 |
6 基于多采样数据的电磁骚扰统计参量同步测量系统 |
6.1 基于多采样数据的电磁骚扰统计参量测量原理 |
6.1.1 基于射频资源空间的非平稳随机信号采样方案 |
6.1.2 基于多采样数据的电磁骚扰统计参量同步测量系统 |
6.2 多统计参量同步联合测量接收机 |
6.2.1 多统计参量同步测量接收机的基本原理 |
6.2.2 多统计参量同步测量接收机的硬件设计 |
6.2.3 多统计参量同步测量接收机的软件设计 |
6.3 多通道数据处理子系统 |
6.3.1 多通道数据处理子系统的模型 |
6.3.2 基于KL散度聚类的电磁骚扰特征提取与分类 |
6.4 基于多采样数据的统计参量同步测量系统的实现 |
6.4.1 基于虚拟仪器的多统计参量同步测量接收机的实现 |
6.4.2 多统计参量同步测量接收机的验证 |
6.4.3 多采样数据中电磁骚扰统计特征的提取 |
6.5 基于多采样数据的电磁骚扰统计参量同步测量系统的应用 |
6.6 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 论文工作总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
英文缩略语表 |
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 |
(4)高速光通信系统中编码调制技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的和意义 |
1.1.1 高速光纤通信网络的研究背景和意义 |
1.1.2 本文的研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 星座成形技术的研究现状 |
1.2.2 编码调制技术的研究现状 |
1.2.3 多载波调制技术的研究现状 |
1.3 研究内容和创新点 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 高速光通信系统中的编码调制理论研究 |
2.1 高速光通信系统理论研究 |
2.1.1 信道损伤理论 |
2.1.2 基于单模光纤的高速光通信系统模型 |
2.2 星座成形方案 |
2.2.1 概率幅度成形方案研究 |
2.2.2 基于哈夫曼编码的概率成形方案研究 |
2.2.3 几何成形方案研究 |
2.3 编码调制方案 |
2.3.1 多维调制方案 |
2.3.2 哈夫曼编码方案 |
2.3.3 费诺编码方案 |
2.3.4 网格编码调制方案 |
2.3.5 低密度奇偶校验码 |
2.4 多载波调制方案 |
2.4.1 正交频分复用方案 |
2.4.2 广义频分复用方案 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于费诺编码的三维概率成形方案研究 |
3.1 二维M-QAM调制解调方案研究 |
3.1.1 二维M-QAM调制发送端与接收端方案 |
3.1.2 二维调制方案的仿真研究 |
3.2 三维M-QAM调制方案研究 |
3.2.1 三维M-QAM发送端与接收端方案 |
3.2.2 三维M-QAM调制原理 |
3.2.3 光通信系统中的三维调制方案 |
3.2.4 三维M-QAM解调制原理 |
3.2.5 性能分析 |
3.3 基于费诺编码的二维PS-9QAM方案研究 |
3.3.1 基于费诺编码的二维PS-9QAM发送端与接收端方案 |
3.3.2 基于费诺编码的二维PS-9QAM信号产生方案 |
3.3.3 二维PS-9QAM符号分配方案 |
3.3.4 性能分析 |
3.4 基于费诺编码的三维PS-9QAM方案研究 |
3.4.1 基于费诺编码的三维PS-9QAM系统 |
3.4.2 基于费诺编码的三维PS-9QAM符号分配方案 |
3.4.3 基于费诺编码的三维PS-9QAM解调制原理 |
3.4.4 性能分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于网格编码调制的三维概率成形方案研究 |
4.1 信道编译码方案 |
4.1.1 卷积编码 |
4.1.2 网格编码调制方案仿真研究 |
4.2 基于TCM的三维概率成形方案研究 |
4.2.1 基于TCM的三维9QAM符号分配方案 |
4.2.2 基于维特比译码算法的信号解调制方案研究 |
4.2.3 性能分析 |
4.3 基于TCM的多维星座调制方案研究 |
4.3.1 基于32QAM-TCM的多维星座调制方案研究 |
4.3.2 基于32QAM-TCM的多维星座解调制方案研究 |
4.3.3 性能分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于几何成形技术的广义频分复用方案研究 |
5.1 低密度奇偶校验码 |
5.1.1 LDPC编码方案研究 |
5.1.2 LDPC译码方案研究 |
5.2 几何成形方案研究 |
5.2.1 基于MMSE-OSCD算法的GS-MQAM调制格式 |
5.2.2 基于IPQ的GS-MQAM调制格式 |
5.2.3 几何成形接收方案研究 |
5.2.4 性能分析 |
5.3 基于几何成形与LDPC的广义频分复用方案研究 |
5.3.1 基于GS-16QAM-LDPC的广义频分复用系统方案研究 |
5.3.2 基于GS-16QAM-LDPC的广义频分复用系统发送端方案研究 |
5.3.3 基于GS-16QAM-LDPC的广义频分复用系统接收端方案研究 |
5.3.4 性能分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录1: 缩略词对照表 |
致谢 |
作者在攻读博士学位期间发表的科研成果 |
(5)面向6G的低开销先进接收机关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
英文缩略语 |
第一章 绪论 |
1.1 移动通信技术的发展 |
1.2 面向 6G的典型低开销接收机架构 |
1.3 低精度量化接收机 |
1.3.1 容量与可达速率分析 |
1.3.2 接收机设计 |
1.4 面向超大规模MIMO的分布式接收机 |
1.5 论文的研究工作 |
1.6 符号说明 |
第二章 基于低精度ADC的OFDM贝叶斯最优信号检测 |
2.1 引言 |
2.2 系统模型 |
2.3 检测器设计 |
2.3.1 贝叶斯统计推断理论基础 |
2.3.2 GTurbo信号检测算法 |
2.4 状态演化与功率分配 |
2.4.1 状态演化 |
2.4.2 功率分配 |
2.5 仿真结果 |
2.6 本章小结 |
2.7 附录:命题 2.1 证明 |
第三章 基于低精度ADC的OFDM可靠接收机设计与实现 |
3.1 引言 |
3.2 系统模型 |
3.3 算法设计 |
3.3.1 信道估计算法 |
3.3.2 信号检测与信道解码 |
3.4 仿真结果 |
3.5 接收机设计与实现 |
3.5.1 接收机基带处理框架 |
3.5.2 空口测试 |
3.6 讨论 |
3.6.1 复杂度与硬件实现 |
3.6.2 多流传输场景拓展 |
3.7 本章小结 |
第四章 基于动态超表面阵列的量化比特受限MIMO-OFDM接收机 |
4.1 引言 |
4.2 系统模型 |
4.2.1 DMA模型 |
4.2.2 多用户MIMO-OFDM系统接收信号模型 |
4.3 基于DMA的接收机设计 |
4.3.1 任务型量化问题表述 |
4.3.2 矩阵二次变换 |
4.3.3 基于MFP的DMA配置 |
4.4 仿真结果 |
4.4.1 仿真参数设置 |
4.4.2 仿真结果 |
4.5 本章小结 |
4.6 附录 |
4.6.1 引理 4.1 证明 |
4.6.2 引理 4.2 证明 |
4.6.3 命题 4.2 证明 |
第五章 面向超大规模MIMO系统的分布式EP检测器 |
5.1 引言 |
5.2 系统模型 |
5.3 分布式EP检测器设计与分析 |
5.3.1 算法推导 |
5.3.2 分布式EP检测器 |
5.3.3 收敛性分析 |
5.3.4 不动点特性 |
5.4 算法实现与复杂度 |
5.4.1 基于TSAM的分布式EP算法 |
5.4.2 分布式EP检测器的分层式实现 |
5.4.3 一次前馈实现架构 |
5.4.4 计算复杂度 |
5.5 仿真结果 |
5.5.1 空间平稳场景 |
5.5.2 空间非平稳场景 |
5.6 本章小结 |
5.7 附录 |
5.7.1 算法 5.1 推导 |
5.7.2 命题 5.1 证明 |
5.7.3 命题 5.2 证明 |
5.7.4 命题 5.3 证明 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 进一步的研究方向 |
参考文献 |
致谢 |
作者攻读博士学位期间的研究成果 |
(6)高频谱效率光纤通信系统中偏振相关损伤均衡方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 全球数据业务的需求与变化趋势 |
1.2 光纤通信系统的发展历程、趋势与挑战 |
1.2.1 光纤通信系统的发展历程 |
1.2.2 光纤通信系统的发展趋势 |
1.2.3 高速光纤通信面临的问题与挑战 |
1.3 高速光纤通信系统中偏振相关损伤均衡研究现状 |
1.3.1 RSOP均衡研究现状 |
1.3.2 PDL损伤均衡的研究现状 |
1.3.3 SV-DD系统损伤均衡的研究现状 |
1.4 论文研究内容与创新点 |
1.5 论文结构安排 |
参考文献 |
第二章 光纤通信系统基础理论 |
2.1 相干光通信系统 |
2.1.1 发射机 |
2.1.2 相干接收机 |
2.2 SV-DD系统 |
2.2.1 SV-DD系统发射机 |
2.2.2 SV-DD系统接收机 |
2.3 光纤信道损伤 |
2.3.1 损耗及ASE噪声 |
2.3.2 色度色散 |
2.3.3 非线性效应 |
2.4 偏振效应 |
2.4.1 偏振光的数学表示 |
2.4.2 偏振态变化 |
2.4.3 偏振模色散 |
2.4.4 偏振相关损耗 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 光纤通信系统损伤均衡技术研究 |
3.1 正交化和归一化 |
3.2 色度色散均衡 |
3.3 克尔非线性效应均衡 |
3.4 偏振相关损伤均衡 |
3.4.1 恒模和多模算法 |
3.4.2 斯托克斯空间法 |
3.4.3 基于卡尔曼滤波器的算法 |
3.5 SV-DD系统偏振损伤均衡 |
3.5.1 盲均衡算法 |
3.5.2 训练序列辅助的均衡算法 |
3.5.3 判决辅助最小均方算法 |
3.5.4 基于卡尔曼滤波器的算法 |
3.6 本章小结 |
参考文献 |
第四章 光纤信道中RSOP建模与快速RSOP损伤均衡研究 |
4.1 两参量RSOP模型 |
4.1.1 SOP的两参量表示 |
4.1.2 两参量RSOP建模分析 |
4.2 RSOP的3参量模型 |
4.3 两参量RSOP模型引发的问题 |
4.3.1 两参量RSOP模型的不完备性 |
4.3.2 两参量RSOP模型导致的补偿问题 |
4.4 基于卡尔曼滤波器的三参量RSOP均衡算法 |
4.4.1 基于卡尔曼滤波器的三参量RSOP均衡算法原理 |
4.4.2 基于卡尔曼滤波器的三参量RSOP均衡算法性能分析 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 快速RSOP和PDL联合均衡方案研究 |
5.1 PDL模型及对信号的影响 |
5.2 光纤信道中的PDL和RSOP联合效应 |
5.3 RSOP和PDL联合均衡方案设计 |
5.3.1 对RSOP和PDL联合损伤模型的简化 |
5.3.2 功率差的均衡以及RSOP的追踪 |
5.3.3 OSNR不平衡的缓解 |
5.4 快速RSOP和PDL联合均衡方案验证与分析 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
第六章 SV-DD系统中CD与RSOP联合均衡研究 |
6.1 SV-DD系统中CD与RSOP联合效应 |
6.2 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法设计 |
6.2.1 卡尔曼滤波算法设计三要素 |
6.2.2 滑窗结构 |
6.2.3 均衡方案流程 |
6.3 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法验证与分析 |
6.3.1 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法参数优化 |
6.3.2 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法性能分析 |
6.3.3 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法复杂度分析 |
6.4 本章小结 |
参考文献 |
第七章 总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 未来展望 |
缩略词对照表 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(7)B5G高速移动通信自适应传输理论方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词 |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 自适应传输理论 |
1.1.2 B5G通信的自适应传输理论 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 新波形UFMC技术 |
1.2.2 大规模MIMO技术 |
1.2.3 B5G通信中的深度学习 |
1.3 本文的研究工作 |
1.3.1 本文研究思路 |
1.3.2 本文工作内容 |
1.4 论文的内容安排 |
第2章 多载波自适应调制和功率分配 |
2.1 引言 |
2.2 系统模型 |
2.3 自适应调制与功率分配策略 |
2.4 关于载波频偏的理论分析 |
2.4.1 信号频域表示 |
2.4.2 载波频偏干扰的分析 |
2.5 数值结果与分析 |
2.5.1 仿真结果 |
2.5.2 载波频偏的影响 |
2.6 本章小结 |
第3章 新波形的自适应滤波器设计 |
3.1 引言 |
3.2 自适应滤波器设计 |
3.2.1 滤波器参数介绍 |
3.2.2 滤波器参数设计 |
3.2.3 自适应滤波器算法 |
3.3 数值结果与分析 |
3.3.1 自适应滤波器的性能 |
3.3.2 不同带宽下自适应滤波器的性能 |
3.4 本章小结 |
第4章 大规模MIMO波束域自适应信号处理 |
4.1 引言 |
4.2 系统模型及问题描述 |
4.2.1 大规模MIMO系统模型 |
4.2.2 研究问题描述 |
4.3 信号处理方案 |
4.3.1 自适应DOA估计策略 |
4.3.2 信道估计 |
4.3.3 功率分配 |
4.4 自适应波束管理 |
4.4.1 快速初始化接入 |
4.4.2 快速波束切换 |
4.5 数值结果与分析 |
4.5.1 角度估计和信道估计性能仿真结果 |
4.5.2 功率分配的仿真结果 |
4.5.3 波束管理方案的仿真结果 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于深度学习通信系统中的自适应传输策略 |
5.1 引言 |
5.2 基于深度学习的通信系统 |
5.2.1 基于深度学习通信系统 |
5.2.2 研究问题描述 |
5.3 基于自适应理论的高速率传输策略 |
5.3.1 自适应传输方案 |
5.3.2 GDR方案 |
5.3.3 联合传输方案 |
5.4 自编码器通信系统的性能分析 |
5.5 数值结果与分析 |
5.5.1 自编码器和传统通信系统的性能 |
5.5.2 自适应传输方案的性能 |
5.5.3 GDR方案的性能 |
5.5.4 不同训练SNR的性能比较 |
5.6 本章小结 |
5.7 附录 |
5.7.1 公式(5.13)的推导 |
第6章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的主要科研成果 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
致谢 |
(8)灵活相干光传输系统DSP算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容及论文结构安排 |
第二章 突发相干接收线性损伤补偿DSP算法研究 |
2.1 引言 |
2.2 突发相干接收线性损伤补偿DSP算法方案设计 |
2.3 低开销、低复杂度和低时延的突发相干接收线性损伤补偿核心DSP算法设计 |
2.3.1 核心DSP算法原理 |
2.3.2 开销、复杂度及时延分析 |
2.4 仿真验证和性能分析 |
2.4.1 光突发相干接收系统仿真模型 |
2.4.2 仿真结果及分析 |
2.5 离线实验验证和结果分析 |
2.5.1 14GBaud PM-16QAM突发相干接收离线实验平台建立 |
2.5.2 离线实验结果及分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于最大后验概率的低复杂度码型相关ISI抑制算法研究 |
3.1 引言 |
3.2 低复杂度最大后验概率算法设计 |
3.2.1 基于近似欧式距离的低复杂度MAP算法 |
3.2.2 计算复杂度分析 |
3.3 仿真验证和性能分析 |
3.3.1 3×20Gbaud PM-16QAM Nyquist-WDM系统仿真模型 |
3.3.2 算法仿真结果及性能分析 |
3.4 离线实验验证和结果分析 |
3.4.1 3×20Gbaud PM-16QAM Nyquist-WDM离线实验平台 |
3.4.2 离线实验结果及分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于谱聚类的无数据导引相干接收DSP算法方案研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于谱聚类的无数据导引相干接收DSP算法方案 |
4.2.1 基于谱聚类多损伤抑制算法原理 |
4.2.2 无数据导引相干接收DSP算法整体方案 |
4.3 仿真验证和性能分析 |
4.3.1 14GBaud PM-16QAM相干光接收系统仿真模型 |
4.3.2 仿真结果及分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 论文总结与展望 |
参考文献 |
略缩语 |
致谢 |
攻读硕士期间发表学术论文 |
(9)深度学习辅助的LDPC-BICM接收算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
英文缩略词说明 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 论文研究现状 |
1.2.1 信道编码 |
1.2.2 调制映射 |
1.2.3 编码调制 |
1.2.4 解调/检测 |
1.3 论文研究内容 |
1.4 论文结构安排 |
第二章 LDPC-BICM系统与深度学习概述 |
2.1 BICM的基本概念 |
2.2 LDPC的基本概念 |
2.3 深度学习的基本概念 |
2.3.1 深度前馈网络 |
2.3.2 深度序列模型 |
2.3.3 深度生成模型 |
2.3.4 概率图模型 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于高斯混合模型的LDPC-BICM接收方案 |
3.1 引言 |
3.2 L波段数字航空通信系统模型 |
3.3 脉冲消隐门限优化问题 |
3.4 GMM模型的BICM接收方案 |
3.4.1 EM算法辅助的GMM建模 |
3.4.2 GMM模型的MAP解调器 |
3.4.3 理论分析工具 |
3.4.4 复杂度比较 |
3.5 性能分析 |
3.5.1 仿真参数 |
3.5.2 仿真结果 |
3.6 本章小结 |
3.7 附录 |
第四章 基于深度前馈网络的LDPC-BICM接收方案 |
4.1 引言 |
4.2 宽带可见光多载波通信系统模型 |
4.3 前馈网络辅助的BICM接收方案 |
4.3.1 网络结构 |
4.3.2 实现流程 |
4.3.3 优化策略 |
4.3.4 理论解释 |
4.4 前馈网络辅助的BICM迭代方案 |
4.5 功率分配和比特加载优化问题 |
4.5.1 双边削波失真的影响 |
4.5.2 功率分配问题 |
4.5.3 功率分配联合比特加载问题 |
4.6 计算复杂度 |
4.7 性能分析 |
4.7.1 平坦信道的非线性抑制性能 |
4.7.2 弥散信道的非线性抑制性能 |
4.8 本章小结 |
第五章 基于深度序列模型的LDPC-BICM接收方案 |
5.1 引言 |
5.2 LDPC-BICM无线通信系统模型 |
5.2.1 单天线LDPC-BICM系统 |
5.2.2 多天线LDPC-BICM系统 |
5.3 单天线系统的BICM接收方案 |
5.3.1 单子载波网络架构 |
5.3.2 多子载波网络架构 |
5.3.3 鲁棒性分析 |
5.4 多天线系统的BICM接收方案 |
5.4.1 BRNN网络结构 |
5.4.2 理论解释 |
5.5 性能分析 |
5.5.1 单天线系统 |
5.5.2 多天线系统 |
5.6 本章小结 |
5.7 附录 |
5.7.1 正向信号计算 |
5.7.2 权值梯度计算 |
5.7.3 反向误差计算 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 未来研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者攻读博士学位期间的研究成果 |
(10)针对数字调制的高效干扰及其抗干扰方法(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 不同的干扰分类方法与特点 |
1.2.2 抗干扰方法的分类与特征 |
1.2.3 针对数字调制信号的干扰研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 问题提出 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 章节安排 |
第二章 面向单载波信号的高效干扰 |
2.1 针对单载波信号误码率的通用分析模型 |
2.1.1 最大似然准则和择大判决准则 |
2.1.2 单载波信号的误码率分析 |
2.2 单载波信号在相关干扰下的误码率 |
2.2.1 二进制单载波信号在相关干扰下的误码率 |
2.2.2 多进制单载波信号在相关干扰下的误码率 |
2.3 针对单载波信号的高效干扰分析 |
2.3.1 单载波信号分布函数 |
2.3.2 高效干扰波形分析 |
2.3.3 相移和时延的影响 |
2.4 不同进制单载波信号的高效干扰仿真分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 面向OFDM信号的高效干扰 |
3.1 OFDM系统模型 |
3.2 OFDM的高效干扰波形分析 |
3.3 仿真分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 针对高效干扰的抗干扰方法 |
4.1 带内扩频技术原理 |
4.2 针对单载波高效干扰的抗干扰方案设计 |
4.2.1 面向单载波信号的带内扩频方法 |
4.2.2 面向单载波信号的降低调制阶数方法 |
4.3 针对多载波高效干扰的抗干扰方案设计 |
4.3.1 面向多载波信号的带内扩频技术 |
4.3.2 面向多载波信号的降低调制阶数方法 |
4.4 本章小节 |
第五章 结论 |
5.1 本文总结 |
5.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
四、用信号空间分析方法计算星形M-QAM的误比特率(论文参考文献)
- [1]非正交光时域脉冲混叠复用技术研究[D]. 刘海丹. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]高速大容量数据中心光互联的关键技术研究[D]. 王朝晖. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]高铁CTCS-3级列控系统无线链路干扰效应研究[D]. 耿欣. 北京交通大学, 2020
- [4]高速光通信系统中编码调制技术的研究[D]. 岳竹青. 北京邮电大学, 2020(02)
- [5]面向6G的低开销先进接收机关键技术研究[D]. 王瀚庆. 东南大学, 2020
- [6]高频谱效率光纤通信系统中偏振相关损伤均衡方法研究[D]. 崔楠. 北京邮电大学, 2020(04)
- [7]B5G高速移动通信自适应传输理论方法研究[D]. 陈晓. 东南大学, 2020(01)
- [8]灵活相干光传输系统DSP算法研究[D]. 潘浩源. 北京邮电大学, 2020(05)
- [9]深度学习辅助的LDPC-BICM接收算法研究[D]. 贺渊. 东南大学, 2020(01)
- [10]针对数字调制的高效干扰及其抗干扰方法[D]. 安雨萌. 电子科技大学, 2020(01)