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CO-OFDM系统中IQ不平衡估计算法的研究

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CO-OFDM系统中IQ不平衡估计算法的研究

作者：陈宇天津理工大学

学位级别：硕士

高传输速率、长距离、大容量的信息传输系统一直以来都是备受光纤通信方向研究者的关注和重视。相干光正交频分复用(CO-OFDM)技术因其结合了相干检测技术和正交频分复用技术的双重优点,所以能够进行高速率、长距离和大容量的信息传输。... 详细信息

高传输速率、长距离、大容量的信息传输系统一直以来都是备受光纤通信方向研究者的关注和重视。相干光正交频分复用(CO-OFDM)技术因其结合了相干检测技术和正交频分复用技术的双重优点,所以能够进行高速率、长距离和大容量的信息传输。但是在实际的传输系统中,调制器的制作工艺问题可能会导致同向/正交向(IQ)当中的幅度和相位不平衡,收发两端的激光器自身的线宽也会导致相位噪声(PN)的产生。以上这些问题都会使系统性能恶化。为了解决上述问题,本文针对CO-OFDM系统研究设计了训练序列结构用来估计IQ不平衡。(1)针对CO-OFDM系统发送端IQ不平衡,提出了一种新的训练序列结构,可以估计IQ不平衡和信道信息。该结构包含三个结构相同的训练符号,每个训练符号分成两个子集:零值子集和它的镜像位置子集。由仿真结果可知,在信道传输速率为120 Gb/s、激光器线宽是0 k Hz、误码率为1×10条件下,提出算法相较于对比算法对IQ幅度不平衡的容忍度提高了约3 dB,对IQ相位不平衡的容忍度提高了约15°。在激光器线宽0 kHz,速率为120 Gb/s传输、15°相位不平衡和3 dB幅度不平衡的条件下,提出算法传输距离比对比算法多140 km左右。因此,在线宽和误码率相同的条件下,提出算法能够传输更远的距离。(2)针对CO-OFDM系统发送端IQ不平衡和激光器线宽引入的相位噪声,提出了一种新的训练序列结构,所提的训练序列结构由四个符号组成,前两个训练符号有两个子集:非零值子集和置零的镜像位置子集,非零值子集用来估计信道信息,镜像位置子集用来估计IQ不平衡因子,后两个符号也用来估计发射端IQ不平衡因子。利用该方法可以实现对IQ不平衡和信道信息的估计,并且在数据速率比传统方法提高10 Gb/s的情况下同时提升了系统性能。仿真结果表明,在数据传输速率为60 Gb/s的情况下,该方法相较于对比算法在激光器线宽是120kHz,误码率为1×10条件下对IQ幅度不平衡的容忍度提高了约3.1 dB;对IQ相位不平衡的容忍度提高了约25°;当幅度不平衡为3 dB,相位不平衡为15°时,传输距离提升约120 km。(3)搭建CO-OFDM系统实验平台。使用该系统传输了现有训练序列结构的信号,通过对比验证了其估计与补偿效果。

关键词： CO-OFDM系统 IQ不平衡训练序列估计算法

利用先验估计自适应加窗的准静态超声弹性成像位移估计算法

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声学学报 2016年第5期41卷 597-604页

作者：欧阳灵刘晓宙刘杰惠龚秀芬近代声学教育部重点实验室南京大学声学研究所南京210093

准静态弹性成像技术是基于组织压缩前和压缩后超声回波射频信号进行组织运动重构的弹性成像技术。提出了一种基于先验估计的自适应窗函数算法,在位移估计过程中,使用已估计的临近窗的时延值作为先验信息,自动调整截取压缩后射频信号段... 详细信息

准静态弹性成像技术是基于组织压缩前和压缩后超声回波射频信号进行组织运动重构的弹性成像技术。提出了一种基于先验估计的自适应窗函数算法,在位移估计过程中,使用已估计的临近窗的时延值作为先验信息,自动调整截取压缩后射频信号段的截取窗函数,提高了互相关运算所需的压缩前和压缩后信号段之间的相关性。仿真实验结果表明,该算法不仅大大提高了成像速度,而且提高了信噪比较低时的成像质量,同时该算法具有更宽的应变通带。

关键词：超声弹性成像估计算法先验估计自适应窗位移估计加窗准静态利用

矢量水听器垂直阵列数据融合高分辨方位估计算法

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声学学报 2015年第6期40卷 807-815页

作者：陈羽孟洲马树青包长春国防科技大学海洋科学与工程研究院长沙410073

为了实现矢量水听器垂直阵列对目标的高分辨方位估计,提出了基于MUSIC子频带最优加权数据融合方法。该方法采用MUSIC算法对划分的各窄带信号进行方位估计,并在各子频带对多基元方位估计结果进行最优加权最小二乘融合处理,最后通过加权... 详细信息

为了实现矢量水听器垂直阵列对目标的高分辨方位估计,提出了基于MUSIC子频带最优加权数据融合方法。该方法采用MUSIC算法对划分的各窄带信号进行方位估计,并在各子频带对多基元方位估计结果进行最优加权最小二乘融合处理,最后通过加权直方图统计法得到最终方位估计结果。对算法进行的仿真及海上试验数据处理结果表明:本文算法在方位估计精度、方位估计正确概率、多目标分辨以及对噪声子频带的抑制能力方面都优于单个基元MUSIC以及多基元复声强器融合算法。

关键词：高分辨方位估计矢量水听器估计算法垂直阵列数据融合 MUSIC算法加权最小二乘试验数据处理

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相关测速声呐阵元坐标估计算法研究

声学学报 2013年第1期38卷 29-34页

作者：王映春王长红陈龙汪玉玲邱薇中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

针对相关声呐接收阵元实际坐标与设计坐标不一致引起的测速误差,提出阵元坐标估计算法,以提高相关声呐的测速准确度。基于混响时空相关函数模型,对相关测速声呐时空相关函数特性进行了理论分析,提出了选择用延时0处的数据空间相关函数... 详细信息

针对相关声呐接收阵元实际坐标与设计坐标不一致引起的测速误差,提出阵元坐标估计算法,以提高相关声呐的测速准确度。基于混响时空相关函数模型,对相关测速声呐时空相关函数特性进行了理论分析,提出了选择用延时0处的数据空间相关函数与理论空间相关函数进行阵元坐标估计的局域最小二乘拟合算法,并采用序列二次规划法解决了阵元坐标估计算法的最优化问题。海上试验数据的处理结果表明,该算法可以对阵元坐标进行有效估计,使用估计的阵元坐标后,相关测速声呐测速准确度提高了67%。

关键词：估计算法相关测速坐标阵元声呐空间相关函数序列二次规划法时空相关

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浅海声场单模闭环发射的最佳估计算法

声学学报 2009年第5期34卷 396-400页

作者：彭大勇曾娟李海峰刘海军赵文耀高天赋中国科学院声学研究所北京100190

提出了一种浅海声场单模闭环发射的最佳估计算法。通过对声场格林函数矩阵估计协方差的分析,设计了一种对格林函数矩阵作最佳估计的最佳发射阵权系数矩阵,此权系数矩阵为酉矩阵且各元素绝对值相等。基于此矩阵的单模发射算法可以使得单... 详细信息

提出了一种浅海声场单模闭环发射的最佳估计算法。通过对声场格林函数矩阵估计协方差的分析,设计了一种对格林函数矩阵作最佳估计的最佳发射阵权系数矩阵,此权系数矩阵为酉矩阵且各元素绝对值相等。基于此矩阵的单模发射算法可以使得单模激发过程以最快的速度收敛,并且发射稳定。算法的优势在模拟计算中得到了验证。最后给出了海上实验的结果,单模含量高达97%。

关键词：估计算法浅海声场发射单模闭环权系数矩阵函数矩阵最佳估计

海底环境下一个新的鱼雷跟踪问题的估计算法（英文）

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Journal of Central South University 2019年第3期26卷 673-683页

作者： D.V.A.N.RAVI KUMAR S.KOTESWARA RAO K.PADMA RAJU Department of ECE GVPCEW Department of ECE KLEF Department of ECE JNT University

本文介绍了一种新的估计算法,用于处理较为普遍的海底问题,即鱼雷跟踪问题。该方法仅使用角度测量,与现有滤波器相比效果更好。借助简单的噪声优化法(如最大似然滤波法或其他相类似的算法),新算法通过传统非线性方法产生的输出结果产生... 详细信息

本文介绍了一种新的估计算法,用于处理较为普遍的海底问题,即鱼雷跟踪问题。该方法仅使用角度测量,与现有滤波器相比效果更好。借助简单的噪声优化法(如最大似然滤波法或其他相类似的算法),新算法通过传统非线性方法产生的输出结果产生更好的估计值。引入的方法可以两种方式扩展到更高版本。第一种方法通过增强中间滤波器的计数来提取更好的估计值和协方差,第二种方法则是接受更多的输入以便在不增强中间滤波器计数的情况下获得性能的改进。进一步提取拖曳阵列传感器位置以改善算法性能的方法是将瞄准线和拖曳阵列相垂直。通过将所有权转移到减少范围的方向,结果可以变得更好。所有结果均在MATLAB中验证。

关键词：估计算法鱼雷跟踪仅使用角度测量瞄准线最大似然滤波器

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一种单频水声信号多径时延估计算法

声学学报 2008年第1期33卷 62-68页

作者：童峰许肖梅方世良厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室厦门361005 东南大学无线电工程系南京210096

提出一种针对单频水声信号的多径时延估计算法,通过采用频域加权并结合进化规划算法解决代价函数强烈振荡下的高效全局优化。算法引入多径径数建立由多径时延、幅度系数及径数组成的水声信道多径参数模型,在采用频域加权预白化进行非线... 详细信息

提出一种针对单频水声信号的多径时延估计算法,通过采用频域加权并结合进化规划算法解决代价函数强烈振荡下的高效全局优化。算法引入多径径数建立由多径时延、幅度系数及径数组成的水声信道多径参数模型,在采用频域加权预白化进行非线性最小二乘代价函数解耦处理的基础上,结合进化规划算法进行非线性参数解空间的高效全局寻优,从而实现多径时延的高分辨率估计。利用仿真数据和海上实验数据进行的实验表明,本算法具有较高的多径时延估计精度并可同时实现多径径数的估计。

关键词：多径时延估计算法水声信号单频进化规划算法非线性最小二乘代价函数频域加权

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WDM光网络的光路传输质量估计算法

光电子．激光 2004年第10期15卷 1204-1209页

作者：蒋铭曾庆济朱栩张治中上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室宽带光网研究中心上海200030

在波长路由WDM光网中,信号在路由与波长分配算法(RWA)选定的光路上传输,传输过程中引入的各种串扰和噪声使信号的传输质量受到损伤,信号质量不断下降,目的结点无法正确有效地接收光信号。通过定义合理的结点和传输链路模型,提出了一种... 详细信息

在波长路由WDM光网中,信号在路由与波长分配算法(RWA)选定的光路上传输,传输过程中引入的各种串扰和噪声使信号的传输质量受到损伤,信号质量不断下降,目的结点无法正确有效地接收光信号。通过定义合理的结点和传输链路模型,提出了一种考虑线性传输损伤的比特错误率估算方法,在光路建立之前预先估计WDM网络中将要建立光路的传输质量,以此作为网络优化设计过程中RWA算法选路的依据。通过网络仿真和实验验证了算法的正确性。

关键词：传输质量 WDM光网络光路 RWA 估计算法比特错误率传输损伤结点网络仿真路由与波长分配

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多小区无线局域网的系统吞吐率估计算法

电子与信息学报 2005年第9期27卷 1493-1497页

作者：凌翔阳坤严少虎吴诗其电子科技大学抗干扰通信国防重点实验室成都610054 香港大学电机电子工程系

在多小区无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)中,由于存在小区间接入访问点同频干扰,以及小区间同频用户干扰,其系统性能与单小区网络具有很大不同。本文提出了支持多种用户传输速率共存、支持用户非均匀分布的多小区WLAN系... 详细信息

在多小区无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)中,由于存在小区间接入访问点同频干扰,以及小区间同频用户干扰,其系统性能与单小区网络具有很大不同。本文提出了支持多种用户传输速率共存、支持用户非均匀分布的多小区WLAN系统吞吐率估计算法。通过对多小区WLAN巾接入访问点的布置、信道的配置进行仿真,结果表明即使在存在小区间同频干扰的情况下,估计算法也能得到满意的吞吐率估计结果。

关键词：无线局域网 IEEE 802.11 系统吞吐率估计算法