提高信道带宽利用率的通信技术研究

论文摘要

在现代通信中,数据高速传输的要求与有限带宽之间的矛盾促进了人们对通信系统中信道带宽利用率提升的要求。在无线通信中,信道估计是可靠通信不可缺少的组成部分,但是在传统的信道估计中,一部分信道带宽被用来传输训练序列使得信道带宽的利用率下降。叠加训练序列的方法,可以在不占用任何信道带宽的前提下,在接收机中利用一阶统计量就可以很好的估计出信道的脉冲响应,使得其成为未来无线通信中信道估计的热门研究方向。光通信中,模拟信号的传输使用模拟调制的方法不仅可以减少量化噪声的影响,而且可以降低系统复杂度。但是在现代通信中,模拟信号传输的同时必不可少的要传输一部分的数字信号（同步、控制信号等）,传统的方法是使用多根光纤分别传输模拟信号和数字信号。PWAM调制方法可以很好的解决这个问题,它可以在一根普通的光纤中同时传输数字信号和模拟信号,这在一定意义上也就提高了光纤通信系统的信道带宽利用率。本论文围绕着提高无线通信和光通信系统的带宽利用率进行了以下几个方面的研究工作:1.首先在已有的叠加训练序列信道估计的基础上,分析了该方法的估计原理,并且给出了数学模型。在此基础上进一步仔细分析了使用不同周期训练序列,以及训练序列能量分配对估计效果的影响。2.量化了使用周期训练序列对估计计算复杂度的降低,并且给出了最优化的周期训练序列。对原始的基于叠加训练序列的信道估计以及去均值后的叠加训练序列信道估计给出了计算机仿真的结果。3.从全新的频域角度对叠加训练序列信道估计的均方误差给予了推导,并在此基础上从频域推导出了基于数据依赖的叠加训练序列信道估计的方法,并对以上的估计方法给出了计算机仿真。4.提出了一种基于迭代的叠加训练序列信道估计方法,该方法只使用接收机中已有的信息,利用叠加训练序列信道估计的特点,进行了迭代运算,仿真结果表明在3-4次迭代后,估计的均方误差得到了很大的降低。5.分析了PWAM光纤传输系统的数学模型,并给出了计算机仿真。着重分析推导了,光纤通信系统中的接收机技术。6.从PWAM调制本身提出了一种自纠错码技术,利用自纠错技术可以提高数字信号传输的误码率,也就进一步提高了了光接收机的灵敏度,使得PWAM光纤传输系统的性能得到了一定的提升,在文中给出了计算机仿真的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 技术现状与背景
• 1.2.1 信道估计技术
• 1.2.2 光纤通信技术
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 叠加训练序列信道估计技术
• 2.1 引言
• 2.2 SISO系统中的叠加训练序列信道估计技术
• 2.3 不同周期训练序列对估计性能的影响
• 2.4 训练序列的能量分配
• 2.5 总结
• 第三章 改进的叠加训练序列信道估计技术
• 3.1 引言
• 3.2 ST方法使用周期训练序列的原因
• 3.3 基于频域推导的叠加训练序列信道估计的均方误差
• 3.4 基于频域推导的数据依赖的叠加训练序列信道估计技术
• 3.5 基于迭代的叠加训练序列信道估计技术
• 4.6 总结
• 第四章 PWAM光纤传输系统
• 4.1 引言
• 4.2 PWAM光纤传输系统的数学模型
• 4.2.1 PWM传输机制
• 4.2.2 PAM传输机制
• 4.2.3 PWAM传输系统
• 4.3 PWAM系统中所应用的光接收机技术
• 4.3.1 信号分析
• 4.3.2 噪声分析
• 4.4 总结
• 第五章 自纠错码对PWAM光纤传输系统性能的改善
• 5.1 引言
• 5.2 PWAM传输系统的性能分析
• 5.2.1 PWM系统性能分析
• 5.2.2 PAM系统性能分析
• 5.3 PWAM系统中的自纠错码原理
• 5.4 计算机仿真
• 5.5 总结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文已经取得的成果
• 6.2 对未来工作的展望
• 附录1
• 参考文献
• 发表文章
• 致谢