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多载波调制技术的研究与应用

李瑞华  
【摘要】: 多载波技术中的离散多音调制DMT(Discrete Multi-Tone)技术早在1964年就已经被证明可以最充分地利用信道带宽使传输性能最优化,然而由于实现复杂性的原因,一直没有被人们采用。90年代,高速高性能数字信号处理器(DSP)的出现,使DMT技术实用化变成现实。 作为DMT调制的一项典型应用,论文重点研究了DMT调制技术在用户环路中铜双绞传输线信道上的应用。本文首先对铜双绞线的传输特性、噪声特性、ADSL系统的技术特性、结构特点给以介绍,并详细介绍了DMT调制技术的理论知识。然后,对实现的以DSP芯片进行DMT调制的ADSL实时通信系统的硬件结构、尤其对系统软件部分的设计过程进行了详细描述,并给出了流程图。最后,出于降低系统运算量、提高系统性能考虑,对现有的比特分配算法、信道辨识技术及同步技术进行了深入地研究,分析出它们存在的问题和可优化点,提出了新的改进实用比特分配算法、信道辨识技术及同步技术相结合的新型算法。通过性能模拟数据证明改进的比特分配算法可以大幅度降低比特分配的运算量,而系统的性能较现有算法几乎没有降低。信道辨识和符号同步是一种互为前提的关系。现有的方法是先采取一种近似的方法做符号同步,然后再做信道辨识,符号同步的近似不可避免的带来性能损失。改进算法在准确地得到符号同步的最佳位置的同时得到信道辨识的准确结果。实验数据证明:改进算法较之现有方法几何信噪比平均有10dB以上的改善。 系统经过公司标准的环路性能测试和功能测试,结果证明:能够实现长距离无误码传输,且系统实时性好、运行稳定。系统顺利通过了公司项目验收。 本论文所有的理论分析和提出的算法均可应用于更广的数字通信系统中。


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