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《中国科学技术大学》 2005年
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长双绞线信号传输的研究

乔崇  
【摘要】:目前数字信号的远距离传输领域主要被光纤通信所统治,和电信号传输相比,光信号传输具有衰减小,无电磁干扰等优点。但电信号的传输可以应用现有的电话网、有线电视网、电力网,比重新架设光纤节省成本;其次由于光纤的拉伸延展性差、耐高温、耐压不如铜质双绞线,在某些工业场合如石油钻探中钻头和塔台的通信等只能采用电信号来传输信息,因此研究电信号远距离传输仍然有很重要的意义。如何提高电信号的传输距离和传输速率是电信号长线传输的关键。目前研究较多的高速电信号长线传输技术是基于电话线的ADSL技术,另外我国也开始研究和实验电力线上网的应用。本文对长双绞线上电信号传输的相关技术作了透彻的研究,比较分析各种调制和编码方法,并在此基础上建立一套灵活高效的实验系统。 本论文是按照下面的思路来组织的: 第一章建立双绞线的模型分析长双绞线信道的特点。本章首先分析双绞线的模型,然后根据双绞线双口网络模型[1,2]和RLCG[1,2]模型结合具体双绞线AWG#24、AWG#26分析双绞线信道的频谱特性、脉冲响应特性、信噪比等。并根据双绞线信道特点,分析了几种调制方法在长双绞线传输中的优缺点和不同调制方式下的信道最大容量问题。 第二章基带传送的原理和基带通信的信道容量。本章首先介绍信号的最佳接收条件包括匹配滤波器、采样无失真条件和部分响应系统,然后从信道误码率和传输效率综合分析指出在长双绞线基带传输中怎样选择脉冲成形信号和系统的带宽以实现信道的最大容量。 第三章分析了基带通信的实现方法和主要技术。本章详细分析了基带通信中关键技术,主要包括定时恢复和信道的均衡。除了常规的定时恢复方法外,为了解决像部分响应信号这样的频谱受限信号的定时恢复问题,本章提出了采用高次非线性运算来得到定时恢复信息的方法。本章最后将定时恢复和均衡结合起来考虑,提出通过分数间隔均衡的方法来进一步消除定时误差。 第四章分析双绞线的载波通信方法。本章首先分析了各种数字载波调制方法,从调制信号信噪比的角度分析说明基于相位调制的方法适合作为双绞线载波调制的方法。然后本章具体分析了双绞线信道上QAM调制的具体实现方法,包括上变频、下变频、载波恢复、定时恢复、均衡等。 第五章DMT多载波技术,DMT的三个技术难点和解决方法。本章具体先给出了DMT调制解调的实现过程,分析指出了符号定时和频率估计、时域均衡、降低峰平比是实现DMT的技术难点。然后本章具体介绍了我们在解决这些技术难点时尝试的方法。本章最后分析了双绞线信道上的DMT调制达到信道最大容量的比特分配方法。 第六章 双绞线通信中的纠错码技术和具体实现。在双绞线信道上传输数字信号时,由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响,所收到的数字信号不可避免地会发生错误。为了在已知信噪比的情况下达到一定的误码率指标,首先应采用前面章节提到的方法合理的设计基带信号,选择调制、解调方式,采用频域均衡或/和时域均衡,使误比特率尽可能的降低。但若误比特率仍不能满足要求,则必须采用信道编码,即差错控制编码使误码率进一步降低,以满足指标要求。本章首先介绍了我们在双绞线通信中使用的信道编码结构,主要包括RS编码解码、卷积编码解码、交织编码解码。然后重点介绍了我们在FPGA中的一种新的RS编码解码算法实现,介绍了卷积码、交织码的实现原理。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN811

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【引证文献】
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【同被引文献】
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9 王显煜;TDS-OFDM系统中的时域恢复算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
10 李松;盲均衡器的FPGA实现[D];解放军信息工程大学;2004年
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