宽带接入网中的信道估计与串音抑制研究

论文摘要

多媒体和Internet等新型业务的迅速发展,要求低成本、高质量的宽带解决方案。接入网作为最靠近用户的基础网络,须同时支持图像、数据、语音等各类业务。因此,宽带化是接入网发展的必然趋势。数字用户线DSL(Digital Subscriber Line)是一种不断发展的宽带接入技术,该技术是采用更先进的数字编码技术和调制解调技术在常规的用户铜质双绞线上传送宽带信号。DSL技术发展迅速,同时占有较大的市场份额,是目前主流的宽带接入技术。DSL系统中为了保证信号的可靠传输与接收,采用了较多的信号处理技术。信道估计与串音抑制是接入网中的两大关键技术,也是DSL系统可靠运行所必须要解决的首要问题。由于这两项技术关系密切,因此,本文分两部分分别对DSL接入网中的信道估计技术与串音抑制技术加以研究,概括起来,主要工作及创新点包括:(一)、介绍了课题研究的背景及意义,DSL系统的信道模型,总结了国内外信道估计与串音抑制技术的研究现状。(二)、为了消除宽带接入网中的串音干扰,必须首先进行准确的信道估计,由于串音环境的特殊性,传统的基于MIMO的信道估计技术难以直接应用,且传统方法大部分基于导频技术,本文将周期平稳的信号处理技术引入接入网中,实现了用户衰落信道及其串音信道的盲估计,信道估计准确且容易实现。(三)、介绍了传统的串音抑制方法,比较了上行传输与下行传输各自的异同点,分析了几种比较典型的串音抑制算法,指出了各种算法的优缺点。(四)、基于目前大部分串音抑制技术都是非自适应的,实现起来比较复杂,本文将自适应信号处理技术引入DSL系统,解决DSL系统中的串音抑制问题。其中包括时域自适应串音抑制,频域自适应串音抑制,其中频域自适应串音抑制分上行传输与下行传输两种,本文研究了各自算法的不同特点。利用自适应信号处理方法使得串音抑制技术更加容易实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 宽带接入网技术介绍
• 1.1.1 基于双绞线传输的接入网技术
• 1.1.2 基于光纤的接入网技术
• 1.1.3 无线接入技术
• 1.2 DSL 系统中的信道估计问题
• 1.2.1 DSL 系统的信道环境
• 1.2.2 DSL 系统信道估计问题的研究现状
• 1.3 DSL 系统中的串音抑制问题
• 1.3.1 DSL 系统中的噪声
• 1.3.2 DSL 系统中串音问题的研究现状
• 1.4 本文研究内容及结构安排
• 2 VDSL 技术概述与系统模型
• 2.1 VDSL2 的技术标准
• 2.2 DSL 的调制方式
• 2.2.1 离散多音调制的基本原理
• 2.2.2 比特加载
• 2.3 多用户VDSL 系统模型
• 2.3.1 时域传输模型
• 2.3.2 频域传输模型
• 2.4 本章小结
• 3 多用户VDSL 系统中的盲信道估计
• 3.1 引言
• 3.2 DMT 信号的周期平稳性
• 3.2.1 信号周期平稳的基本概念
• 3.2.2 周期平稳信号的周期自相关函数和周期谱
• 3.2.3 周期平稳信号与平稳信号的关系
• 3.2.4 DMT 信号周期平稳性
• 3.3 多用户 VDSL 系统盲信道估计
• 3.3.1 基于信号周期平稳性的VDSL 盲信道估计原理
• 3.3.2 算法的实现步骤
• 3.3.3 仿真结果及性能分析
• 3.4 本章小结
• 4 传统的串音抑制方法
• 4.1 引言
• 4.2 上行传输的串音抑制方法
• 4.2.1 置零（ZF）算法
• 4.2.2 一阶（FO）逼近算法
• 4.2.3 三对角（TDL）逼近算法
• 4.3 下行传输的串音抑制方法
• 4.4 本章小结
• 5 自适应串音抑制方法
• 5.1 自适应滤波的基本原理
• 5.2 上行传输的频域自适应串音抑制
• 5.2.1 上行传输的自适应串音抑制算法原理
• 5.2.2 性能评价标准
• 5.2.3 计算机仿真及分析
• 5.3 下行传输的频域自适应串音抑制
• 5.3.1 下行传输的自适应串音抑制算法原理
• 5.3.2 计算机仿真及分析
• 5.4 时域自适应串音抑制
• 5.4.1 时域自适应串音抑制原理
• 5.4.2 性能评价标准
• 5.4.3 计算机仿真及分析
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢