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信号传递与信号均衡——关于信号理论的一个文献综述

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山西财经大学学报 2009年第S2期31卷 180-180页

作者：王钦池中国人口与发展研究中心北京100081

由于不对称信息条件下存在逆向选择和道德风险问题,拥有信息优势和信息劣势的各方试图通过某种信号向对方传递自己的"真实"信息,这就是信号理论的基本思想。从Spence的开创性研究至今,作为信息经济学的一个分支,信号理论已经有了长足的... 详细信息

由于不对称信息条件下存在逆向选择和道德风险问题,拥有信息优势和信息劣势的各方试图通过某种信号向对方传递自己的"真实"信息,这就是信号理论的基本思想。从Spence的开创性研究至今,作为信息经济学的一个分支,信号理论已经有了长足的发展。文章系统回顾了信号理论的思想渊源、争论、发展和在有关领域的应用,以及面临的挑战和未来的发展前景。

关键词：不对称信息信号传递信号均衡信号模型

光正交频分复用系统中信号监测与均衡技术的研究

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光正交频分复用系统中信号监测与均衡技术的研究

作者：马媛媛苏州大学

学位级别：硕士

随着互联网业务的蓬勃发展,光接入网面临着大容量、高速率及带宽灵活分配的业务需求与挑战。正交频分复用(OFDM)作为一种新型的光调制技术,具有较强的抗色散、抗非线性特性及较高的频带利用率,在下一代高速、大容量光接入网中极具应用... 详细信息

随着互联网业务的蓬勃发展,光接入网面临着大容量、高速率及带宽灵活分配的业务需求与挑战。正交频分复用(OFDM)作为一种新型的光调制技术,具有较强的抗色散、抗非线性特性及较高的频带利用率,在下一代高速、大容量光接入网中极具应用潜力。同时,自适应光OFDM通信系统,能够根据流量需求,动态分配带宽资源,是推动智能光接入网发展的有力技术。而信号监测及均衡,是实现自适应OFDM系统资源动态分配及系统性能提升的关键技术。本论文对OFDM系统的信号监测及均衡技术开展了深入研究。在信号监测方面,包含信号调制格式识别及光信噪比(OSNR)估计。首先,论文创新地利用基于密度峰值的聚类算法及K近邻(KNN)回归算法,通过寻找信号星座点的簇心及自适应计算簇心数,识别信号的调制格式。该方法不需要训练序列,具有盲识别的优点。其次,论文创新地提出了基于高阶矩的高精度OSNR监测方法,通过提取信号的最小幅度信息估算多进制正交幅度调制(M-QAM)信号的OSNR,解决了传统高阶矩方法只能在小范围内估计M-QAM信号OSNR的问题。在信号均衡方面,论文先利用基于密度峰值的聚类算法确定信号星座点的簇心,接着利用K均值(K-means)聚类算法,对信号进行优化判决,最终在接收端实现信号调制格式无关的自适应均衡,提升系统的误码率性能。

关键词：光正交频分复用系统光性能监测调制格式识别光信噪比监测信号均衡

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一种单样本风电机组传动链故障诊断方法

机械传动 2024年第8期48卷 161-168页

作者：阮爱国沈忠明刘发炳赵海何杨张钱俊兵张威中广核玉溪华宁风力发电有限公司云南玉溪652899 昆明理工大学民航与航空学院云南昆明650500

针对风电机组传动链上故障相似度高的问题,提出了一种基于经验模态分解和信号均衡处理的单样本风电机组轴承故障诊断方法。该方法通过对实际监测故障信号进行经验模态分解,得到不同模态的信号分量;计算各模态分量的能量值和峰值,选择能... 详细信息

针对风电机组传动链上故障相似度高的问题,提出了一种基于经验模态分解和信号均衡处理的单样本风电机组轴承故障诊断方法。该方法通过对实际监测故障信号进行经验模态分解,得到不同模态的信号分量;计算各模态分量的能量值和峰值,选择能量大且峰值高的部分模态分量进行信号重构,得到新的故障信号;对新的故障信号进行小波包分解,并将小波包分解第三层分量进行信号重构。将重构信号的方差作为故障诊断的特征值,对特征值进行非线性均衡处理,解决了信号互相淹没的问题。引入区分度的概念,用来量化不同故障信号之间的区别。试验结果表明,所提故障诊断方法有效,处理前后风电机组传动链上的4种故障间的区分度明显增大,说明试验方法具有强鲁棒性。通过与改进的模糊聚类方法和基于改进AlxeNet网络深度学习的方法对比,本文所提方法表现更优。该方法仅用单样本实现风电机组传动链故障诊断,符合风电机组低故障率的特点,对实际工程中风电机组排故效率的提高有重要意义。

关键词：风机转动轴承故障诊断经验模态分解信号均衡

高线宽容忍度的高谱效SSB-PAM-DD方案

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通信学报 2022年第5期43卷 36-44页

作者：卢东旭周娴刘飞霍佳皓苑金辉隆克平北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京科技大学顺德研究生院广东佛山528300

针对低成本下的高色散(CD)稳健性单边带(SSB)直接检测(DD),对3种单边带脉冲幅度调制方案进行了分析,其中在发射端加入下变频的方案可获得最大频谱利用率,但恶化了系统对激光器线宽的容忍度。鉴于此,根据单边带脉冲幅度调制信号的特性,... 详细信息

针对低成本下的高色散(CD)稳健性单边带(SSB)直接检测(DD),对3种单边带脉冲幅度调制方案进行了分析,其中在发射端加入下变频的方案可获得最大频谱利用率,但恶化了系统对激光器线宽的容忍度。鉴于此,根据单边带脉冲幅度调制信号的特性,提出了一种包含相位损伤免疫均衡算法和改进盲相位补偿算法的数字信号处理方案。仿真结果表明,针对112 Gbit/s的单边带脉冲幅度直接检测,无论是背靠背还是传纤80 km场景,在同一误码率阈值下改进方案可容忍线宽为1 MHz,而原始方案仅为100 kHz,实现了高谱效、高线宽容忍度的低成本单边带脉冲幅度调制信号传输。

关键词：单边带脉冲幅度调制直接检测激光器线宽信号均衡相位补偿

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基于光子蓄水池的信号补偿技术研究

基于光子蓄水池的信号补偿技术研究

作者：朱海龙北京邮电大学

学位级别：硕士

当今信息时代飞速发展的趋势下,互联网的各种应用已经成为人们日常生活和工作中的基本需求。远程办公、网络会议、视频授课等活动的暴涨,带动了网络流量数据的飞速增长,2022年发布的光网络预测报告表明未来的光网络为满足人们的需求,会... 详细信息

当今信息时代飞速发展的趋势下,互联网的各种应用已经成为人们日常生活和工作中的基本需求。远程办公、网络会议、视频授课等活动的暴涨,带动了网络流量数据的飞速增长,2022年发布的光网络预测报告表明未来的光网络为满足人们的需求,会朝着更快速率、更大容量的方向发展,这些需求将会是光纤通信未来发展的主流方向与技术挑战。为了满足这一需求,经过理论分析,光纤通信中信号损伤问题是限制这一技术发展的主要问题之一。本文主要工作目标就是均衡光纤通信中线性与非线性效应的带来的问题,通过均衡技术来提升系统对这些效应的处理能力。目前,己经有诸多方案被科学研究者们提出来解决这类问题,诸如数字反向传输(Digital Back Propagation,DBP)、光学共轭技术(Optical Phase Conjugation,OPC)、机器学习(Machine Learning)等技术,但是它们都存在一些应用上的缺陷以及理论上的不足。为此本文使用基于光域的光子蓄水池(Photonic Reservoir Computing,RC)模型来实现对光纤通信中信号的均衡,光子蓄水池模型在均衡信号方面不需要依赖信道中非线性系数、色散系数、损耗系数等信道参数,可以避免基于理论均衡技术中较高的计算负载,优化了模型中冗余的训练量。此外,光子蓄水池模型还具备克服电子器件功率限制、较高计算速率、低延迟、低损耗等优势。本文首先搭建光纤通信系统,分析色散与非线性效应的理论基础,建立相应的数学模型。通过该系统分别得到受色散,非线性效应影响的信号作为光子蓄水池系统的训练与验证数据集。通过利用光子蓄水池模型均衡线性与非线性效应,主要的工作内容包括:(1)针对光子蓄水池模型的原理,探究了模型输入层之前使用的时间掩模(mask)序列的作用与意义,解释了 mask序列是如何提升维度并增加空间线性可分性,之后又搭建了光子蓄水池模型并且初步验证了模型的有效性。(2)探究光子蓄水池模型中隐藏层的虚拟节点数目N的作用,分析并仿真得到虚拟节点数目N不同的情况下对于信号均衡造成的影响,通过仿真分析发现,虚拟节点数目N的增加会使得系统误码率(Bit Error Rate,BER)越来越低,当N在大于500以上时,BER趋向稳定。(3)在光子蓄水池模型中,输出层作为主要的训练部分,对于模型整体的性能影响占据重要地位。因此,本文分析对比了经典的Bayesian regularization 算法、Scaled converge gradient 算法、Levenberg-Marquardt(L-M)算法三种训练方法。最后对比分析发现,蓄水池虚拟节点数目N大于500时,L-M法有明显的优势,当N大于600时,L-M法所得误码率比另外两种方法降低了 80%以上,具备更加明显的优势。

关键词：非线性效应信号均衡光子蓄水池模型虚拟节点时间掩模序列

基于IMDD的短距离光通信系统中的高效能均衡方案研究

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基于IMDD的短距离光通信系统中的高效能均衡方案研究

作者：孙雨潼杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着各种新兴业务的涌现,网络用户对信息传输速率和质量要求越来越高,这将在一定程度上给未来网络进一步发展带来极大挑战。为此,承载大容量信息的光纤网络亟待向大带宽、高速率、高质量等方向发展。而作为距离用户最近的传输系统,短距... 详细信息

随着各种新兴业务的涌现,网络用户对信息传输速率和质量要求越来越高,这将在一定程度上给未来网络进一步发展带来极大挑战。为此,承载大容量信息的光纤网络亟待向大带宽、高速率、高质量等方向发展。而作为距离用户最近的传输系统,短距离光通信系统同样需要支持大带宽、高速率的传输。短距离光通信系统主要应用在光接入网、数据中心光互连等场景,这些场景下对系统升级成本较为敏感。因而如何高效能、低成本实现短距离光通信传输系统成为了当前研究热点。而在短距离光通信传输系统的诸多候选方案中,基于大带宽、高性能的强度调制直接检测(Intensity Modulation Direct Detection,IMDD)传输技术因其成本低、铺设简单等优点在短距离光通信系统中得到了业界的广泛关注。然而,在该系统中,因光电器件线性/非线性噪声、直接调制激光器(Directly Modulated Laser,DML)啁啾、光纤色散及各种损伤间的相互作用严重影响了系统传输性能。为此,本文聚焦于IMDD的短距离光通信系统中的均衡方案,研究补偿效果好、复杂度低的切实可行的系统均衡方案,用于高效能地实现基于IMDD的短距离光通信系统,具体工作如下:1)首先,概述了基于IMDD的短距离光通信系统均衡方案的研究意义和背景,通过总结分析国内外研究现状,提出现有均衡方案存在对系统性能提升有限或计算复杂度过高等问题;接着,分析了基于IMDD的短距离光通信系统中的损伤,包括DML非线性损伤、低调制带宽光电器件的带宽受限效应、光纤色散及其相互作用等。搭建了传输80 Gb/s四进制脉冲幅度调制(Quaternary Pulse Amplitude Modulation,PAM-4)信号和传输80 Gb/s不归零(Non-Returnto-Zero,NRZ)信号的基于IMDD的短距离光通信系统实验和仿真平台,并在该平台上对传统均衡算法的性能进行测试,为本文所设计的均衡方案提供对比数据。2)为了克服传统非线性均衡器计算复杂度高、性能提升有限等问题,本文设计了基于线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)和基于多符号输出的特征简化Volterra均衡方案,并分析对应方案的原理,通过基于IMDD的短距离光通信系统仿真和实验平台对所设计的两种方案进行了可行性验证。其中,基于LDA的方案通过选择对系统性能提升贡献大的特征降低计算复杂度,仿真和实验结果表明仅用30%的特征数量即可达到与传统Volterra均衡器类似的均衡效果。基于多符号输出的方案通过优化Volterra的输入输出结构,减少对输入高阶特征的重复计算,在获得相同数量级的误码率的条件下,所设计方案仅需传统Volterra均衡器约33.4%的乘法次数和加法次数。3)为解决神经网络均衡方案存在结构复杂难以在实际系统中应用的问题,本文提出采用迁移学习思想降低基于神经网络均衡方案的训练复杂度。在此基础上,设计了基于简单全连接深度神经网络、循环神经网络、门循环单元神经网络迁移的简化均衡方案,使用Adam自适应优化算法合理调整神经网络中参数的学习率,并引入丢弃层减少出现过拟合现象的风险,设计三种不同的微调方法实现神经网络迁移。通过基于IMDD的短距离光通信系统实验平台对所设计的三种方案进行了验证;结果表明三种基于神经网络迁移的简化均衡方案分别仅需要30%、35%、50%的训练序列长度和23.5%、28.2%、26.7%的迭代次数即可获得稳定的性能,并且能够实现与传统基于神经网络的均衡方案几近相同的误码率性能。这些方案的设计,为未来基于神经网络均衡器在短距离光通信系统中的应用提供一定的技术支持。

关键词：信号均衡短距离光通信特征构建 Volterra 迁移学习神经网络

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高速信号互联中的前馈均衡器设计

高速信号互联中的前馈均衡器设计

一种应用于长距接入网的新型全光均衡器(本期优秀论文)

2017年全国微波毫米波会议

作者：班郁中国电子科技集团公司信息科学研究院

随着互联网数据容量的提升,对信道的带宽和信号传输速率提出了越来越高的要求。然而,随着传输速率的增加,受到趋肤效应的影响,信号的传输质量会随之下降。信道损耗和噪声会导致信号眼闭合,信噪比下降,码间干扰增加。因此,在高速数据传... 详细信息

随着互联网数据容量的提升,对信道的带宽和信号传输速率提出了越来越高的要求。然而,随着传输速率的增加,受到趋肤效应的影响,信号的传输质量会随之下降。信道损耗和噪声会导致信号眼闭合,信噪比下降,码间干扰增加。因此,在高速数据传输系统中,通常采用信号调制和均衡的方法减小信号失真,提升信号完整性。本文主要讨论了一种高速前馈均衡器的电路和系统设计,探索一种基于电路晶体管模型和系统链路模型的仿真建模方法。测试结果显示使用该前馈均衡器对80 Gbit/s的伪随机信号进行双二进制编码调制,具有明显的均衡作用,提高了信号的眼图质量。

关键词：毫米波集成电路信号均衡信号串行互联双二进制编码

来源： cnki会议评论

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光通信技术 2010年第6期34卷 1-4页

作者：钱银博刘德明张敏明邓磊杨康下一代互联网接入系统国家工程实验室武汉430074 武汉光电国家实验室武汉430074 华中科技大学光电子科学与工程学院武汉430074

提出一种新型的自适应突发信号均衡技术,并将其应用于基于10GEPON的长距离波分时分混合复用无源光网络系统。该技术基于SOA的交叉增益特性,通过动态调整泵浦光的功率来控制SOA的增益,实现了全光域突发信号的功率均衡,具有响应速率高、... 详细信息

提出一种新型的自适应突发信号均衡技术,并将其应用于基于10GEPON的长距离波分时分混合复用无源光网络系统。该技术基于SOA的交叉增益特性,通过动态调整泵浦光的功率来控制SOA的增益,实现了全光域突发信号的功率均衡,具有响应速率高、功率补偿精确的优点,避免使用技术尚未成熟的10Gb/s突发接收机。

关键词：信号均衡突发传输长距离接入网

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25Gbps多通道MZM驱动器设计

微电子学与计算机 2019年第8期36卷 1-5页

作者：宗诚纪鹏飞何卫锋上海交通大学微纳电子系

本文提出了一种面向高密度集成的多通道Mach-Zehnder调制器的驱动器电路结构,单通道驱动器包含信号均衡器、时钟树模块、时钟延时控制模块和输出摆幅控制模块等电路,支持各通道25GHz高速差分时钟延时与驱动器输出摆幅的独立可调,以及最... 详细信息

本文提出了一种面向高密度集成的多通道Mach-Zehnder调制器的驱动器电路结构,单通道驱动器包含信号均衡器、时钟树模块、时钟延时控制模块和输出摆幅控制模块等电路,支持各通道25GHz高速差分时钟延时与驱动器输出摆幅的独立可调,以及最高25Gbps的NRZ数字信号传输.基于TowerJazz0.18μm SiGe BiCMOS工艺,完成了6通道驱动器的芯片设计.仿真结果表明,单通道带宽达到17.2GHz,最大差分输出摆幅为3Vppd,Jitter约为8.9ps,在2.3/3.6V双电源供电下单通道功耗约为646.9mW.

关键词：信号均衡时钟延时控制高密度集成多通道并行驱动电路电光调制器驱动器