毫米波光載無線通信系統(tǒng)鏈路優(yōu)化及其信道均衡技術的研究
發(fā)布時間:2020-12-15 18:26
為了滿足5G通信中的增強寬帶通信(Enhance Mobile Broadband,eMBB)的需求,模擬光載無線通信技術作為一種光通信與無線通信融合的系統(tǒng)架構被提出使用于前傳網(wǎng)絡中。根據(jù)前傳網(wǎng)絡中不同的功能切分方法,光載無線通信技術主要可以分為兩類,一類是模擬光載無線通信技術,另一類是數(shù)字光載無線通信技術。本文重點研究了模擬光載無線通信系統(tǒng)中的相關問題。模擬光載無線通信技術直接將模擬無線信號加載到光纖上傳輸,在遠端天線單元中沒有數(shù)字信號處理模塊。模擬光載無線通信技術具有低延時,頻譜效率高等優(yōu)勢,可以適應逐漸增長的帶寬需求,從而滿足5G中的eMBB。但是模擬光載無線通信系統(tǒng)也存在信號的動態(tài)范圍受限,線性及非線性失真等問題。為了應對這些問題,在單載波點到點傳輸中,本文提出了一種新型的模擬光載無線通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方案,研究了模擬光載無線通信中的線性和非線性均衡的算法。為了應對多用戶、多小區(qū)傳輸,本文提出來相關的神經(jīng)網(wǎng)絡算法。數(shù)字光載無線通信系統(tǒng)在未來5G前傳網(wǎng)絡中依然具有不可替代的作用。該方案犧牲了信道的頻譜效率,需要先將無線信號通過接口協(xié)議采樣并數(shù)字化,然后將信號在光纖中傳輸,從而實現(xiàn)超可...
【文章來源】:北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:133 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
無線通信中的不同波段hsl
處理信道中的線性失真的辦法已經(jīng)非常成熟,F(xiàn)在使用最普遍的是最小均方??誤差算法(Least?Mean?Square?Error,?LMS)[1G3]。LMS均衡器的基本結構是橫向線性??濾波器,其基本結構如圖1-5所示。該算法利用訓練序列和LMS的輸出計算出誤??差函數(shù),然后根據(jù)LMS準則,不斷迭代均衡器中的參數(shù)權值。其更新的流程如下??所示:??W{k?+?\)?=?W{k)?+?MlAse{k)Y{k)?(1-1)??e{k)?=?z(k)-W(k)TY(k)?(1-2)??在該算法中,代價函數(shù)定義為訓練序列與均衡器輸出信號差值的平方|4幻|2。根??據(jù)對代價函數(shù)的不同定義,研宄人員逐步開發(fā)出了一些更為先進的算法。??'???、??-z?'?—??z'?-??—??z—1?j??WN(lV/5-|?J??i?i?c(k4^k)??圖1-5線性LMS均衡器的結構[1G3]??為了節(jié)約信道的帶寬,增加頻譜利用率,研究人員通過修改LMS均衡器的代??價函數(shù),開發(fā)出了一些不需要訓練序列的線性盲均衡算法。例如判決引導LMS??均衡器(Decision-Directed?Least?Mean?Square,?DD-LMS)[1Cb],恒模算法(Constant??Modulus?Algorithm,?CMA)[1Q4]以及多模算法(Multi-Modulus?Algorithm,?MMA)[。茫猓??等等。DD-LMS對于均衡器的輸出信號先進行預判決
(a)?(b)??圖1-6⑷CMA;?(b)?MMA算法性能曲線圖[1G5]??與此同時,無論如何定義均衡器的代價函數(shù),均衡器都需要一個收斂的過程。??這個收斂的過程會對通信系統(tǒng)造成一定的延遲。為了降低均衡器收斂所造成的延??遲,很多均衡器的加速算法被提出。例如可變步長LMS均衡器[1C^,自適應導數(shù)??LMS均衡器等等。然而,無線信道和光信道具有不同的信道特性。相對于無??線信道,光信道可以被看作是靜止的,不需要對信道的狀態(tài)進行實時跟蹤。所以,??本文提出了一種二階級聯(lián)LMS均衡器,里面包含兩個子均衡器,分別用來補償光??信道和無線信道。無線子均衡器要實時跟蹤無線信道的變化,但是光子均衡器保??持相對靜止,從而提高了均衡效率。??非線性失真可以發(fā)生在光調制器[1Q8
本文編號:2918704
【文章來源】:北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:133 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
無線通信中的不同波段hsl
處理信道中的線性失真的辦法已經(jīng)非常成熟,F(xiàn)在使用最普遍的是最小均方??誤差算法(Least?Mean?Square?Error,?LMS)[1G3]。LMS均衡器的基本結構是橫向線性??濾波器,其基本結構如圖1-5所示。該算法利用訓練序列和LMS的輸出計算出誤??差函數(shù),然后根據(jù)LMS準則,不斷迭代均衡器中的參數(shù)權值。其更新的流程如下??所示:??W{k?+?\)?=?W{k)?+?MlAse{k)Y{k)?(1-1)??e{k)?=?z(k)-W(k)TY(k)?(1-2)??在該算法中,代價函數(shù)定義為訓練序列與均衡器輸出信號差值的平方|4幻|2。根??據(jù)對代價函數(shù)的不同定義,研宄人員逐步開發(fā)出了一些更為先進的算法。??'???、??-z?'?—??z'?-??—??z—1?j??WN(lV/5-|?J??i?i?c(k4^k)??圖1-5線性LMS均衡器的結構[1G3]??為了節(jié)約信道的帶寬,增加頻譜利用率,研究人員通過修改LMS均衡器的代??價函數(shù),開發(fā)出了一些不需要訓練序列的線性盲均衡算法。例如判決引導LMS??均衡器(Decision-Directed?Least?Mean?Square,?DD-LMS)[1Cb],恒模算法(Constant??Modulus?Algorithm,?CMA)[1Q4]以及多模算法(Multi-Modulus?Algorithm,?MMA)[。茫猓??等等。DD-LMS對于均衡器的輸出信號先進行預判決
(a)?(b)??圖1-6⑷CMA;?(b)?MMA算法性能曲線圖[1G5]??與此同時,無論如何定義均衡器的代價函數(shù),均衡器都需要一個收斂的過程。??這個收斂的過程會對通信系統(tǒng)造成一定的延遲。為了降低均衡器收斂所造成的延??遲,很多均衡器的加速算法被提出。例如可變步長LMS均衡器[1C^,自適應導數(shù)??LMS均衡器等等。然而,無線信道和光信道具有不同的信道特性。相對于無??線信道,光信道可以被看作是靜止的,不需要對信道的狀態(tài)進行實時跟蹤。所以,??本文提出了一種二階級聯(lián)LMS均衡器,里面包含兩個子均衡器,分別用來補償光??信道和無線信道。無線子均衡器要實時跟蹤無線信道的變化,但是光子均衡器保??持相對靜止,從而提高了均衡效率。??非線性失真可以發(fā)生在光調制器[1Q8
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