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相干光通信系统的采样时钟恢复与自适应信道均衡算法研究

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相干光通信系统的采样时钟恢复与自适应信道均衡算法研究

作者：马军浙江大学

学位级别：硕士

相干光通信作为能够实现长距离和大容量通信的新一代通信技术,已经受到了人们的广泛关注。随着高阶调制格式信号的产生和偏振复用技术的实现,相比于传统的直接探测方式,相干光通信系统体现出了其高频谱利用率和大的通信容量的巨大优势... 详细信息

相干光通信作为能够实现长距离和大容量通信的新一代通信技术,已经受到了人们的广泛关注。随着高阶调制格式信号的产生和偏振复用技术的实现,相比于传统的直接探测方式,相干光通信系统体现出了其高频谱利用率和大的通信容量的巨大优势。与此同时,高速数模转换器(ADC, Analog to Digital Converter)的发展也日趋成熟,相干光通信系统的数字信号处理算法也得到了广泛的研究。在接收端,利用数字信号处理(DSP, Digital Signal Processing)算法,能够在电域内对采样的数字信号进行色散、光纤非线性效应和相位噪声等干扰的补偿,避免使用如色散补偿光纤等物理设备,从而可以降低成本。本文主要总结了相干光通信系统的实现原理,并且重点研究了数字信号处理算法模块的时钟相位恢复和自适应信道均衡部分。研究工作和创新点可归纳为：1)本文总结了相干光通信系统,从发射机的信号调制、光纤信道的影响因素到接收端相干探测的实现原理。发射端重点分析了调制器的理论原理,并提出了一种基于单驱动调制器的偏振复用的16QAM (Quadrature Amplitude Modulation)信号的产生方式。2)本文总结了三种主流的采样时钟恢复算法。从理论公式推导了三种算法的实现过程,提出和证明了三种算法在数学公式上的等效性的结论。我们研究发现两种基于两倍采样率的算法在频域表达式上是等效的,基于频域插值得到的四倍采样率的算法的表达式与其他两种算法也是等效的。通过仿真数据,比较了三种算法的性能表现,验证了我们理论。3)在光学平台设计了10G Baud/s QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)信号的相干光通信系统,并且通过实时示波器得到了若干组采样的实验数据,在PC(Personal Computer)端通过DSP算法在matlab平台对数据进行离线处理,进一步验证了我们提出的三种算法等效性的结论。4)本文总结了经典的偏振解复用的自适应信道均衡算法。从理论公式上推导了恒模算法(CMA, Constant Modulus Algorithm)的原理,提出了两种基于CMA的改进的均衡算法。改进的MCMA (Modified Constant Modulus Algorithm)算法和级联的MCMMA (Modified Cascaded Multi-Modulus Algorithm)算法,能够同时实现信道盲均衡和载波相位恢复。仿真表明,我们提出的改进MCMMA算法有更快的收敛速度、更低的稳态误差和更好的误码特性,适合用于高阶QAM信号。

关键词：相干光通信系统高阶调制格式信号采样时钟恢复自适应信道均衡

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自适应复信道均衡的一种新的神经网络方法

信号处理 2001年第3期17卷 195-199页

作者：李春光廖晓峰吴中福虞厥邦电子科技大学光电子技术系重庆大学计算机学院

近年来，神经网络已经广泛地应用到许多信号处理问题中。自适应信道均衡是数字通信系统中的一个重要问题。在本文中我们提出一种基于复数赫布类型算法的自适应信道均衡器。计算机模拟表明，无论在线性还是非线性信道中，所提出的均衡器... 详细信息

近年来，神经网络已经广泛地应用到许多信号处理问题中。自适应信道均衡是数字通信系统中的一个重要问题。在本文中我们提出一种基于复数赫布类型算法的自适应信道均衡器。计算机模拟表明，无论在线性还是非线性信道中，所提出的均衡器均表现出良好的性能，这为自适应复信道均衡提供了一种新的方法。

关键词：数字通信系统自适应信道均衡神经网络信号处理

噪声鲁棒变步长LMS算法及其在OFDM水声信道均衡中的应用

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系统工程与电子技术 2020年第7期42卷 1605-1613页

作者：隋泽平鄢社锋中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

针对最小均方(least mean square,LMS)算法在低信噪比(signal to noise ratio,SNR)条件下性能较差的问题,提出一种噪声鲁棒变步长LMS(noise robust variable step-size LMS,NRVSLMS)算法。该算法通过结合改进的双sigmoid函数和误差信号自相关函数,在迭代过程中动态调整步长的大小,解决了传统LMS算法中收敛速度、跟踪性能和稳态性能互相矛盾的问题。理论分析和仿真结果表明,与其他变步长算法相比,NRVSLMS算法抗噪声能力强,具有良好的跟踪速度和稳态性能。将该算法应用于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)水声信道均衡中,与现有LMS类自适应均衡方法相比,基于NRVSLMS算法的信道均衡方法能够显著降低系统误码率(bit error rate,BER)和均方误差(mean square error,MSE)。

关键词：自适应信道均衡正交频分复用最小均方水声通信

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全数字电力线载波机中基带调制的实现

电力自动化设备 2007年第7期27卷 98-101页

作者：惠毅周志杰胡祥光张文强解放军理工大学通信工程学院江苏南京210007 南京军区通信网络技术管理中心江苏南京210016

全数字电力线载波通信是采用高压电力线进行通信的一种手段,而基带调制对全数字电力线载波机的整机性能有着非常重要的影响。提出了一种全数字电力线载波机中基带调制解调的实现方案。该方案采用基于正交幅度调制(QAM)方式的多维网格编... 详细信息

全数字电力线载波通信是采用高压电力线进行通信的一种手段,而基带调制对全数字电力线载波机的整机性能有着非常重要的影响。提出了一种全数字电力线载波机中基带调制解调的实现方案。该方案采用基于正交幅度调制(QAM)方式的多维网格编码调制技术实现了联合的编码和调制,提高了系统容量;采用自适应信道均衡技术和非线性预编码技术,降低了系统误码率;采用数字信号处理(DSP)芯片对传统的电力线载波机进行数字化改造,增强了电力线载波通信的性能,减小了电力线载波机的体积。对方案的各个部分进行了详细的阐述,并提出了一种采用Hilbert变换法实现QAM解调的方法,给出了同步算法的软件实现思想。实际应用表明,该方案实现的载波机通信容量大,传输质量高。

关键词：全数字电力线载波通信非线性预编码多维网格编码调制正交幅度调制 Viterbi译码器自适应信道均衡

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基于导频结构的遥测时变信道均衡技术

无线电通信技术 2023年第5期49卷 905-911页

作者：许琬琳赵岭贾冒华雷永刚北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 北京无线电计量测试研究所北京100854 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

信道均衡(Channel Equalization,CE)技术作为一种高效抗多径方法,在卫星通信领域有着广泛的应用价值。为提高均衡算法性能,提出一种基于面向判决的最小均方(Decision-Directed Least Mean Square,DD-LMS)算法及判决反馈均衡(Decision Fe... 详细信息

信道均衡(Channel Equalization,CE)技术作为一种高效抗多径方法,在卫星通信领域有着广泛的应用价值。为提高均衡算法性能,提出一种基于面向判决的最小均方(Decision-Directed Least Mean Square,DD-LMS)算法及判决反馈均衡(Decision Feedback Equalizer,DFE)算法的自适应均衡技术。该技术基于导频训练序列方案及最小二乘法进行信道估计,在时域对畸变码元进行补偿;基于信号传输速率及信道特性设置导频数据结构,自适应切换信道均衡模式及步长因子,实现最优均衡性能。在遥测多径衰落信道下,该自适应均衡算法误码率为10^(-5)时约有0.5 dB增益,具有良好的系统稳定性。为满足实际应用需求,基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台进行实现,仿真及实测结果验证了该算法的有效性。

关键词：导频训练抗多径衰落技术自适应信道均衡最小均方算法现场可编程门阵列

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基于海洋生物监测终端的信道补偿算法研究

电子技术（上海） 2018年第4期47卷 10-12页

作者：李京娥杨志才席超航天恒星科技有限公司北京100086

针对海洋传输信道的复杂多变性,提出一种改进信道估计均衡技术。采用OFDM传输系统,通过海洋生物监测装置将采集到的数据发送给控制台,接收端采用改进算法进行信道补偿,能够有效提高信道估计精度,数据传输的可靠性和抗干扰性。仿真分析表... 详细信息

针对海洋传输信道的复杂多变性,提出一种改进信道估计均衡技术。采用OFDM传输系统,通过海洋生物监测装置将采集到的数据发送给控制台,接收端采用改进算法进行信道补偿,能够有效提高信道估计精度,数据传输的可靠性和抗干扰性。仿真分析表明,该OFDM跟踪监测设备通过信道补偿技术能够有效降低系统误码率,且运算复杂度较低。

关键词：海洋监测正交频分复用自适应信道均衡水声通信

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基于RLS算法的自适应均衡性能研究

微计算机信息 2008年第18期24卷 274-275页

作者：马丽廖梦怡平顶山学院

均衡是通信系统中的一项重要技术.本文介绍了在TI的TMS320F2812开发平台上使用指数遗忘的加窗RLS算法模拟实现了信道的自适应均衡,通过一段输入信号的仿真结果证明:指数遗忘的加窗RLS算法具有很好的信道自适应均衡性能,文中首先介绍了... 详细信息

均衡是通信系统中的一项重要技术.本文介绍了在TI的TMS320F2812开发平台上使用指数遗忘的加窗RLS算法模拟实现了信道的自适应均衡,通过一段输入信号的仿真结果证明:指数遗忘的加窗RLS算法具有很好的信道自适应均衡性能,文中首先介绍了指数遗忘的加窗RLS算法的原理,然后给出具体的代码分析。最后给出仿真的结果。

关键词： RLS 自适应信道均衡 TMS320F2812

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自适应滤波算法研究及应用

自适应滤波算法研究及应用

作者：孟小猛北京邮电大学

学位级别：硕士

自适应滤波算法作为自适应滤波器的重要组成部分,直接决定着滤波性能的优劣。目前针对它的研究是自适应信号处理领域中最为活跃的研究课题之一。寻求收敛速度快,计算复杂性低,鲁棒性好的自适应滤波算法是研究人员不断努力追求的目标。... 详细信息

自适应滤波算法作为自适应滤波器的重要组成部分,直接决定着滤波性能的优劣。目前针对它的研究是自适应信号处理领域中最为活跃的研究课题之一。寻求收敛速度快,计算复杂性低,鲁棒性好的自适应滤波算法是研究人员不断努力追求的目标。本文在论述自适应滤波基本原理的基础上,首先介绍了目前主要的自适应滤波算法及其应用,其中对LMS算法和NLMS算法进行了较深入的理论分析和研究。接着对一些典型的变步长LMS算法和NLMS算法的性能特点进行分析比较,给出了算法性能的综合评价。最后本文提出了几种改进的变步长LMS算法和NLMS算法。通过系统辨识和自适应信道均衡的计算机仿真实验证明,该算法的性能跟其它算法相比具有明显的优越性。

关键词：自适应滤波 LMS算法 NLMS算法变步长自适应信道均衡系统辨识

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自适应滤波及滤波算法研究

自适应滤波及滤波算法研究

作者：李毅西北工业大学

学位级别：硕士

自适应滤波算法的研究是当今自适应信号处理中最为活跃的研究课题之一。寻求收敛速度快，计算复杂性低，数值稳定性好的自适应滤波算法是研究人员不断努力追求的目标。本文在论述自适应滤波基本原理的基础上，介绍了目前几种典型的自适... 详细信息

自适应滤波算法的研究是当今自适应信号处理中最为活跃的研究课题之一。寻求收敛速度快，计算复杂性低，数值稳定性好的自适应滤波算法是研究人员不断努力追求的目标。本文在论述自适应滤波基本原理的基础上，介绍了目前几种典型的自适应滤波算法及其应用。并对几种典型自适应滤波算法的性能特点进行比较，给出了算法性能的综合评价。其中对LMS算法和RLS算法进行了较深入的理论分析和研究。针对传统的LMS(Least Mean Square)算法中，固定步长选取影响收敛速度与稳态误差的这一对矛盾，提出了一种改进的LMS算法。在计算机仿真自适应信道均衡中，该算法的性能明显优于传统的LMS算法，而计算量增加甚少。计算机模拟证实了该算法的优越性。

关键词：自适应滤波 LMS算法 RLS算法自适应信道均衡