一、数据处理与传输系统的现状和发展趋势（论文文献综述）
魏嘉鑫[1]（2021）在《基于LoRa的光伏电站数据传输系统的设计与实现》文中研究说明随着物联网技术的不断发展以及光伏产业的智能化升级,光伏电站对数据传输系统各项性能的要求越来越高。一方面,光伏电站多建设在比较偏远、开阔的地方,布线困难且成本高。另一方面,光伏电站各环境因素对于光伏发电量有着重要影响,需要监控和分析光伏电站的运行情况。因此,研究一个稳定可靠、安全性高的无线数据传输系统有着重要的意义。本文的工作内容主要包括以下几点:（1）针对LoRa技术特点以及LoRaWAN协议各项机制,根据实际场景应用需求,通过对比选择适用的LoRa网络拓扑结构,设计私有组网通信协议数据帧结构,应用关键技术。（2）设计了一个基于LoRa的光伏电站数据传输系统,主要由LoRa终端节点设备、LoRa网关和LoRaWAN服务器三部分组成。根据光伏电站常用环境参数完成数据采集装置的选型,完成终端节点设备和LoRa网关的硬件选配与软件流程设计。搭建开源的LoRaWAN服务器,利用LoRaWAN服务器实现终端节点设备与LoRa网关的入网操作。（3）分析LoRaWAN协议安全机制的不足,在原有AES算法的基础上,引进RSA算法,结合两种算法的特性,实现一种混合的数据加密机制。将数据信息利用AES加密算法进行加密,产生的密钥利用RSA加密算法进行加密,降低了 LoRa网络数据传输过程中的安全隐患,提高了 LoRa网络的安全性;在此基础上对AES和RSA加密算法分别优化改进,以确保算法的运算速率。最后对混合加密机制的性能进行分析论述。经实验验证:（1）光伏电站数据传输系统可以完成光伏电站数据参数的传输工作,运行参数与理论值比较相近,有较高的可靠性和稳定性。（2）文章提出的LoRa网络混合加密机制极大地提高了数据在传输过程中的安全性并保证了良好的传输速率。
覃禹让[2]（2021）在《高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿》文中研究指明随着互联网和新兴产业的喷涌而出,通信网络逐渐进入到了流量大爆炸的时代,大数据、云计算、在线教育、网络直播等各种各样的互联网应用对网络带宽的需求在快速增长。数据传输方面对传输速率、传输距离、传输带宽展现了更高的需求,在高速传输的条件下,不可避免地将受到更严重地非线性效应的影响,如何更高效地完成对传输损伤的补偿显得尤为重要。而波分复用系统（WDM）是应用最广泛的传输系统之一,其能够提高信道容量和带宽的特性,也恰恰满足了新一代光通信数据传输需求。本论文重点研究了相干光WDM系统中非线性效应的估计模型、用于非线性补偿的数字反向传输算法和能够提高信道容量和频谱效率的概率整形技术。提出了一种简化的非线性效应估计模型、改良的自适应数字反向传输算法和概率整形与反向传输算法的融合方案。论文的主要工作内容和创新点如下:（1）研究了相干光WDM系统的概念和理论模型,重点研究了相干光WDM系统中的非线性效应,提出了相干光WDM系统的简化噪声估计模型,该方案创新点为大大简化了非线性噪声的计算复杂度,仿真研究了常规光WDM系统与弹性光WDM两种系统中噪声的估计效果,研究结果表明该简化噪声模型在简化了复杂度的同时也很好地对系统中的噪声进行估计。（2）研究了用于非线性损伤补偿的数字反向传输算法,提出了基于二分的自适应数字反向传输搜索方案,该方案的创新点是在未知传输链路参数的情况下,能够通过二分搜索的方式计算出最佳的非线性参数,并大大减少补偿的计算复杂度。仿真对传统DBP算法与所提出的算法进行了对比分析,研究结果表明,所提出的算法可在未知传输链路参数的情况下对传输损伤进行补偿,相对于传统方式有良好的补偿效果,计算复杂度大大降低。（3）研究了概率整形的基本原理,提出了一种基于概率整形和数字反向传输算法的联合补偿方案,该方案创新点在于通过两者的融合补偿,能够在提高传输的信道容量的同时也具有良好的补偿效果。仿真研究了联合补偿方案的传输性能及其影响因子,研究结果表明,在选取合适的参数条件下,该补偿方案能够在接近传输的互信息极限的条件下,同时有着良好的传输性能。
陈光[3]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中认为光载射频信号处理是一门涉及射频技术和光子学的新兴交叉研究领域,其包括了光纤通信、无线通信、微波工程、模拟与数字信号处理、光电融合、光电子材料与器件、光载射频通信系统及网络应用等多个方面。光载射频技术的研究初衷是在射频系统中引入强大的光子技术,从而消除电子瓶颈的同时带来诸多优点,如高速率、低损耗、大带宽、小尺寸、低功耗、轻重量、高集成度、优良稳定性、抗电磁干扰、频率响应平坦、易于混合集成等技术优势。因此,通过采用基于光子学的射频信号处理技术可实现以前在电域内很难甚至是无法完成的功能或任务。正是由于这种巨大优势,光载射频通信自上世纪90年代开始研究以来,在信号处理、民用通信、国防军事、航空航天和医疗卫生等领域已得到了广泛的应用,并引起国内外学者的广泛关注。光载射频信号处理关键技术与光载射频通信（RoF）系统应用作为微波光子学两个重要的研究分支,近些年引起了研究者们的极大兴趣,并成为当前微波光子学的研究热点。本论文针对光载射频通信、光纤射频混合接入网络和微波光子雷达等民用和国防军事应用需求,依托国家自然科学基金重大项目等国家级课题,重点对光载射频信号处理关键技术和光载射频通信系统设计应用两方面开展研究工作。本论文的研究内容及创新点如下:一、提出了基于光串联单边带调制和光正交单边带复用的多模态相干光载射频通信系统为了解决多制式射频信号收发和传输面临的需求及挑战,提出一种采用光串联单边带调制（OTSSBM）和光正交单边带频谱复用（OOSSBM）的多模态相干光载射频通信系统方案,并在接收端采用数字信号处理算法辅助的相干检测,对多路相位调制码型信号的混叠信道进行识别和分离,实现了在相干光载射频通信系统中的多速率信号收发、调制解调与传输。（1）设计了相干RoF系统并进行了数值仿真,分析了 RoF系统中光载射频信号的频谱结构,并通过数字信号处理算法在接收端恢复了发射的2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK码型信号,给出了信号发射前和接收后的时域波形图和眼图对比。搭建了光载射频信号发送、传输、接收和处理的多信道高谱效相干光载射频通信实验平台。实验结果表明,对于所提出的不同类型及条件（单信道与双信道;OTSSBM与OOSSBM;40 km单模光纤传输与背靠背系统等）下的复用信号,经40公里单模光纤传输后系统性能良好,均满足误比特率（BER）低于10-9,品质因数达到6以上。（2）分析了采用OTSSBM和OOSSBM时,传输2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK信号,在保持能量效率适中的前提下,两种复用方案各自分别的频谱效率达到了 4.2 bit/s/Hz和4.9 bit/s/Hz,综合利用OTSSBM和OOSSBM两种方案达到7.4 bit/s/Hz。在提高光单载波射频通信系统的频谱效率和信道容量的同时,使用数字信号处理算法辅助的相干检测进行信号解调与恢复,没有增加额外的混叠信道分离硬件或光电器件,简化了系统结构和复杂度。二、设计了基于硅基光电子的相干光载射频通信集成发射模块和接收模块采用级联硅基微环谐振腔（MRR）结构,设计了具有波长选择性的高Q值、超窄带、可调谐的三通带光带通滤波器,并实现了基于MRR的光多载波产生的技术方案;设计了用于调制高速射频信号的硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）;利用所设计的MRR滤波器和DE-MZM等硅基光电子器件,设计了一种发射多路多制式射频信号并提供多类型射频信号接入功能的光载射频信号集成发射机;利用硅基平面光波导设计了混合集成数字相干光接收机,并对所设计的集成发射模块和接收模块的性能做了系统品质因数（Q-factor）和误码率（BER）的验证和测试。（1）利用上下分插型（或称作“上传下载型”）硅基MRR设计了超窄带可调谐光带通滤波器,所设计的单微环谐振滤波器中心波长为1552.52nm,3dB带宽为0.04nm,FSR为10nm,并拥有陡峭的滤波窗口上升沿和下降沿,利用热光效应可调谐滤波通带。通过将三个硅基单微环级联,形成具有波长选择性和可重构性的三通带可调谐窄带光带通滤波器。三个通带的中心波长分别为1550.7 nm,1551 nm和1551.3 nm,其平坦度良好,通道间隔FSR达到10 nm,吸收损耗低于3 dB/cm,每个微环谐振滤波器的精细度Finesse为250,Qtotal达到38750,级联多频带微环谐振滤波器产生多载波光源,其尺寸在毫米级。（2）设计了高速硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）,其带宽达到30 GHz,对于BPSK信号的数据速率接近10 Gbit/s。以三个频带作为光载波分别调制不同频段和类型的射频信号,以BPSK调制码型发射则每路信号达到10 Gbit/s的数据速率。设计了亚微米尺寸硅基波导可调谐光衰减器（VOA）,并分析了其特性。设计了双平行双电极马赫-曾德尔调制器,其被用于构成I/Q调制器。将有三个频带的微环谐振滤波器和三个硅基调制器串联后再并联,构成了在三个光载波上调制,同时加载多路不同类型宽带信号（如WiFi,WiMAX等射频信号,或数字信号和模拟信号的任意组合）的光载射频通信集成发射机,整个芯片尺寸为7.8 mm2的毫米量级。（3）为了解决相干光载射频通信系统对于数字相干接收机在集成度、功耗、工作稳定性、灵敏度、响应度波动、相位误差方面的进一步需求,设计了一种基于硅基平面光波导的集成数字相干光接收机前端,并测试了所设计的集成相干接收机前端模块的性能和参数指标。在1520 nm～1620 nm宽波长范围内,相位漂移在±1°,保证了相应端口良好的相位正交性。当温度在-5℃～80℃时,响应度幅度波动在±0.25 dB;相邻光电探测器端口之间的响应度偏差在0.4 dB之内。测试了对于112 Gbit/s PDM-QPSK调制码型信号的接收性能,得到了偏振正交方向X信道和Y信道上清晰且易于判决的星座图,以及品质因数（Q值）和信号光功率（光信噪比）的近似线性对应关系。三、设计基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术方案为了在一个光载射频信号处理系统中实现多项功能,并提高系统集成度及降低成本,对光载射频信号处理的三种核心技术——移相、滤波和倍频进行了综合方案设计。（1）基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器（DP-DPMZM）,设计了具有倍频功能的宽带光载射频信号移相器,不仅对射频信号进行2-6倍频调控,且在光域实现了 360°相位控制。仿真验证了其相移范围和倍频效果,相移量与相位调控参量接近线性关系,多倍频与相位控制这两种处理同时进行。分析了消光比的变化、90°混合器的幅度和相位不平衡性对相位漂移、幅度抖动及系统稳定性的影响。（2）借助MZM的单边带（SSB）调制（用于加载射频信号）和半导体光放大器（SOA）的光学非线性效应（慢光效应和相干布居振荡）,设计了一种滤波通带（中心波长）和3 dB带宽均可调谐的射频光子滤波器,该滤波器中心波长在15 GHz-20 GHz的频率范围内调节,并具有超过15 GHz的自由频谱范围（FSR）,中心波长不同,其FSR不同,最低的FSR亦超过15 GHz。调节SOA的注入电流,实现了其频带和3 dB带宽可调,在SOA驱动电流为420 mA左右时,FSR=15.44 GHz,滤波器通带的3 dB带宽BW3dB=2.45 MHz,品质因数Q-factor>6300（对于单通带滤波器,Q-factor=Finesse=FSR/BW3dB≈6302）,滤波器带外抑制比达到41 dB。（3）采用偏振分束器、偏振耦合器与两个SOA构成马赫-曾德尔干涉仪型结构（SOA-MZI）,设计了宽带射频光子移相器,数值模拟仿真结果表明:相移的动态范围达到360°、调控精度达到0.1°、相移带宽接近30 GHz,相位变化量与SOA驱动电流呈现良好的线性关系,且依照相移精度对相移量进行连续调节。这些特性均优于传统方案。此外也对所设计的射频光子移相器非线性失真原因做了初步分析。上述三个创新点不仅提升了光载射频通信系统的信道容量、频谱效率和多模态应用,丰富了光载射频信号发射和接入服务的多样性,还提高了系统集成度,降低功耗、减小器件尺寸,增强系统的稳定性和可靠性。实现了对射频信号的相位在光域进行连续精确调控,同时进行倍频和滤波等处理,增强了光载射频信号处理系统的综合功能。本论文针对基于光载射频通信的超宽带无线接入网络、微波光子雷达、光控相控阵、电子对抗系统以及其它需要高性能光载射频信号处理的领域开展研究,所取得的研究成果在未来相关研究领域中具有一定的实用价值和应用前景。
张希佳[4]（2021）在《超奈奎斯特WDM相干光传输系统关键DSP算法研究》文中研究说明伴随着5G、物联网、云计算、自动驾驶等科学技术的快速发展,对高速率、高谱效和大容量光纤通信的需求不断上升,密集波分复用技术因其具有大容量的优势被广泛应用。然而,随着光纤C+L波段可用频率几乎被完全利用,仅依靠增加复用波长数目提升密集波分复用系统容量难以满足指数式增长的网络容量需求。单载波调制的奈奎斯特波分复用系统通过压缩信号带宽、提升系统频谱效率成为实现大容量光传输的可行方案之一,但正交传输准则限制了系统频谱效率的进一步提升。近年来提出的超奈奎斯特（Faster-than-Nyquist,FTN）相干光传输技术,打破正交传输准则,形成传输速率超过奈奎斯特速率的更高频谱效率的复用信号,且借助强大的数字信号处理（Digital Signal Processing,DSP）算法可实现各类线性/非线性损伤（包括FTN传输导致的严重码间干扰）的高效补偿和信号恢复,是超高谱效大容量相干光传输领域极具潜力的发展方向之一。但是在具有强码间干扰的FTN系统中,DSP算法面临着诸多挑战,如传统Gardner时钟恢复算法难以准确可靠提取时钟信息、传统载波相位恢复算法（Viterbi-Viterbi或盲相位搜索等）在FTN系统下面临着严重的相位跳变、FTN强滤波引入的码间干扰需要高性能低复杂度的均衡算法等。本文针对上述技术难题,开展超奈奎斯特波分复用（Faster-than-Nyquist Wavelength Division Multiplexing,FTN-WDM）相干光传输系统关键DSP算法研究,主要研究工作如下。1、针对传统Gardner时钟恢复算法在偏振复用正交相移键控（Polarization Multiplexing Quadrature Phase Shift Keying,PM-QPSK）FTN系统中波特率处时钟分量消失导致算法失效以及基于信号功率的时钟恢复算法收敛速度慢的问题,设计了一种基于信号功率的时钟恢复与自适应均衡与偏振解复用联合算法,该算法将自适应均衡与偏振解复用算法嵌入到基于功率的时钟恢复算法结构中,可在不引入额外计算复杂度的情形下,有效加快时钟恢复收敛速度、减少收敛所需开销。建立了三通道32GBaud PM-QPSKFTN-WDM仿真系统,从收敛速度、估计精度、误码率等方面对算法进行有效性验证以及性能评估。系统仿真结果显示,所提联合算法较传统不联合的时钟恢复算法收敛速度更快,收敛速度大约提升40%;联合算法较非联合算法约有0.2dB的光信噪比容限改善。2、针对PM-QPSKFTN系统强滤波所致码间干扰影响下,传统Viterbi-Viterbi载波相位估计算法出现严重的相位跳变问题,提出了一种基于均方误差检测相位跳变的盲载波相位恢复算法。所提出的算法在传统Viterbi-Viterbi算法基础上增加相位跳变检测以及纠正模块,在计算复杂度较传统Viterbi-Viterbi算法高6%的情形下能够有效检测并纠正跳变。在三通道32GBaud PM-QPSKFTN-WDM仿真系统中对算法关键参数进行优化,并用线宽容忍度、误码率等指标对算法进行仿真分析以及性能评估。加速因子为1/0.9/0.85/0.8时能容忍的最大线宽依次为5MHz、4.2MHz、3.7MHz、3MHz,能满足激光器典型线宽的需求。在典型线宽100kHz条件下,相较于无线宽的情形,当加速因子0.9/0.85/0.8时,依次仅有0.5dB、0.5dB、0.7dB的光信噪比代价（@在误码率2×10-2软判前向纠错门限）。3、针对PM-QPSKFTN系统采用恒模算法作自适应均衡与偏振解复用时放大高频噪声问题,设计了一种采用正交双二进制滤波（Quadrature Duo-binary,QDB）与最大后验概率（Maximum a Posteriori,MAP）算法相结合的码间干扰均衡方案,该方案首先利用QDB实现高频噪声的抑制,再利用MAP算法完成码间串扰的均衡。对比分析结果表明,QDB+MAP算法较MAP计算复杂度的增加可忽略不计。三通道32GBaud PM-QPSKFTN-WDM传输800km、加速因子0.8的系统仿真结果表明,以误码率1×10-2为门限,QDB+MAP算法的光信噪比容限优于MAP算法约1dB。
高楷[5]（2021）在《软件定义网络中的多路径传输机制研究》文中进行了进一步梳理随着网络通信技术的快速发展,网络流量与终端数量呈现爆炸式增长,这些将给网络的数据传输服务带来巨大的压力与挑战。同时,现有网络架构的专有性和封闭性导致网络配置繁琐、效率低下,难以实现网络的智能管控与动态适配。近年来国内外诸多学者已开展了关于未来网络架构与传输协议的研究。软件定义网络作为未来网络的代表之一,其“控制与转发相分离”的设计特点保证了数据传输的可管可控,更灵活地支持网络资源的动态适配。此外,多路径传输协议充分利用网络设备多接口特性,通过多条路径传输数据,可有效提升网络吞吐量。因此,在软件定义网络中部署多路径传输协议将会提升网络的传输性能。然而,如何实现软件定义网络中高质量的多路传输服务仍然面临着诸多挑战:（1）现有多路径传输路径管理方法相对盲目、低效,终端侧和网络侧缺乏协作;（2）现有多路径传输数据调度中存在传输性能与价格开销之间的矛盾,无法在这两者之间做出平衡折衷;（3）现有多路径传输切换方法相对滞后、考虑的切换指标单一,难以根据切换过程中网络的实时变化进行主动性能补偿;（4）现有多路传输拥塞控制算法大多缺乏对实时网络应用数据新鲜程度的均衡考虑。针对以上挑战,本文重点从软件定义网络中多路径传输的路径管理、数据调度、移动切换与拥塞控制四个方面展开了深入研究,具体取得了如下成果:（1）设计了服务质量驱动的多路传输路径管理方法。构建了“网络侧-终端侧”联合优化的新型传输架构,在该架构下提出了基于SDN的拓扑收集与路径计算方法,子流数量优化方法,确定性路径分配方法,通过以上三种方法的相互协作,有效提升了网络吞吐量。（2）提出了随机优化的多路传输数据调度策略。该策略综合考虑了传输性能与价格开销,利用Lyapunov优化方法对该问题进行随机优化建模,制定相应的调度控制决策;此外,在网络侧,SDN控制器将网络的状态信息反馈至终端侧,这些信息能够辅助终端侧做出数据调度决策,实现了性能与开销的平衡折衷。（3）提出了博弈增强的多路传输补偿切换方法。设计了基于流模型的主动补偿切换方法,将吞吐量维持在稳定的状态;提出了基于SDN的最优候选候选接入点选择博弈方法,辅助终端侧做出最佳的切换决策,实现了对用户透明、无缝平滑的移动切换。（4）提出了信息年龄感知的多路传输拥塞控制算法。构建了全新的四元组多路传输模型,表征融合数据包级和数据流级的传输状态;在连接建立阶段,设计了面向SDN的信息年龄评估算法;在数据传输阶段,提出了基于流模型信息年龄感知的多路拥塞控制算法,满足了实时网络应用最新信息的更新需求。本文在软件定义网络中,以多路径传输机制为主线,通过构建“网络侧-终端侧”联合优化的新型传输架构,将SDN技术与多路径传输技术有机地结合起来,形成了一整套研究方案。本文所取得的成果与进展对我国新一代网络架构设计优化、数据传输服务的应用发展具有一定的借鉴意义。
程成[6]（2021）在《分层采油多井多储层传输技术研究》文中提出随着油气勘探环境日益复杂,智能分层采油技术解决了油田高含水阶段各储层间的矛盾。在智能分层采油系统中每口井有多个需要开采的生产层,而每个生产层的状态参数以及多口井的生产参数只有进行统一管理,才能实现多井、多储层的优化组合开采以及井下油藏的动态实时监控。本文在分析国内外智能分层采油技术及其监测系统的基础上,主要针对分层采油多井多储层的传输通信技术开展研究工作,旨在实现井下油藏的高效管理,以适应油田的智能化发展趋势。本文的研究内容主要包括以下几个方面:首先,分析了智能分层采油系统的需求和总体功能,选择了电力线载波通信模式。针对地面与井下信号传输的可靠性问题,在Multisim14.0中对6000米的单芯电缆进行了信道仿真,分析和研究了不同长度下单芯电缆的传输特性和信号耦合方式,为井下通信短节中硬件电路的信号处理模块提供重要的参考依据,并在此基础上建立了分层采油多井多储层传输系统模型,并通过层次分析法和遗传算法验证了传输模型的可靠性和稳定性;其次,通过对比几种常用的编码方式特点及适用场合的分析比较,结合智能井的分布特点,选用曼彻斯特码完成数据传输系统的编码解码;完成了井下通信短节和地面监控中心的软硬件设计,通过单芯电缆实现了地面监控中心与井下各储层采集模块的双向通信和供电,设计了分层采油传输系统的通信协议,协议层采用标准的MODBUS协议的RTU模式来减少误码率;此外利用Lab VIEW2018软件设计了上位机实时监测软件,并通过云服务器将测量数据发送至手机端,并采用微信开发者工具完成了客户端微信小程序的设计,丰富了数据监测方式的多样性。最后,通过Proteus对所设计的分层采油传输系统进行了仿真,并在实验室通过模拟井下环境对传输系统进行软硬件功能进行了实验测试,验证了分层采油多井多储层传输系统的可行性和合理性。
康志坚[7]（2021）在《煤矿井下应急通信光纤传感信号解调系统研究》文中研究指明煤炭资源是我国重要的能源矿产资源之一,煤矿的安全生产支撑着国民经济的持续发展。当煤矿井下发生瓦斯爆炸、顶板冒落等重大灾害时会造成井下断电故障,造成通信网络链路中断,致使救援中心无法探知煤矿井下人员信息,增大灾后应急救援难度。本文结合光纤传感技术可实现信号无源探测的特点,以声波探测为基础,研究设计了一种基于煤矿井下既有光缆的应急通信光纤传感信号解调系统,可检测矿井灾后供电中断下被困人员的声音信息。本文研究内容主要包括以下几个方面:（1）分析光纤传感信号检测机制,阐述声波信息解调原理,搭建了基于煤矿井下既有光缆的光纤声音传感检测系统,系统采用ASE宽带光源作为探测光,以光纤作为声音传感媒介与信号传输通道,可在矿井灾后供电中断下侦听巷道内被困人员发出的敲击、呼喊等声音信号,并将信号传输至地面,在地面进行远程信号解调。（2）设计了包括信号解调系统和数据传输系统的光纤声音传感硬件解调系统。通过对光电转换、I/V转换、差分传输、前置放大、有源滤波、阻抗匹配、功率放大、电声转换等硬件电路的设计,搭建了信号硬件解调系统,完成声音信号的解调复现与提取还原;以STM32F407为控制芯片,设计了数据采集单元、数据控制单元、数据传输单元,构建了数据传输系统,将解调还原的声音信息数据传输至上位机监控系统。（3）开发了基于MFC应用架构的光纤声音传感上位机监控系统,实现对矿井灾后供电中断下声波信号的检测,构建了人机交互界面,实现对声音信息的实时检测、波形显示、数据存储及声音复现等功能;设计了多线程结构,优化软件运行速度。以上位机监控系统为数据处理分析平台,开发了网络数据传输系统,将综合处理后的数据分析结果推送给工作人员,实现声音、图像、波形等多方联动检测矿井灾后实际环境情况。（4）搭建了光纤传感信号解调系统实验台,光纤声音传感检测系统可对铺设光缆周界声音进行探知,实现声音信号的无源采集与传输;信号解调系统可实现声音信号的解调复现;数据传输系统可将解调还原的声音数据稳定传输至上位机监控系统。上位机监控系统可通过波形实时反映外界环境的变化情况,并及时推送灾情发生信息。实验结果表明:在10km的测试距离内,构建的应急通信光纤传感信号解调系统可以检测距光纤探头0-10m,频率为300Hz-3.4k Hz的声音信号,频率精度可达±1Hz。上述研究表明,应急通信光纤传感信号解调系统通过光纤传感技术在矿井灾后供电状态下实现了对被困人员声波的信息无源探测与采集传输,解决了断电致使无法通信的问题,为煤矿井下应急通信紧急救援研究提供了新思路与技术手段。
王大明[8]（2021）在《低功耗数据采集与NB-IoT传输系统的设计》文中研究指明在工业、农业等无人值守且无稳定市电供应的场合进行数据采集、传输时,系统往往采用电池供电,因此电池使用寿命是数据采集与传输系统维持长时间稳定工作的关键因素,除了选择大容量电池以外,尽可能降低系统电路的功耗是延长电池使用寿命的主要技术路线。为了满足长时间无人值守、无稳定市电供应且无法使用太阳能电池场合下的数据采集与传输需求,本文设计并实现了一种低功耗数据采集与NB-IoT传输的电路系统,制成了工程样机,能够远程采集现场模拟信号和数字信号,利用NB-IoT无线通信技术将采集到的数据上传至服务器云平台,便于远程监测和管理。该系统重点从以下三个方面研究并实现了低功耗条件下的数据采集与传输技术:（1）硬件电路设计。系统采用一次性锂电池或可选太阳能电池供电,为了保证一次性锂电池单独供电时的续航能力,在充分考虑各功能模块功耗和芯片低功耗性能的基础上合理进行硬件电路设计;设计易于切换和控制的电源电路,降低系统状态转换响应时间;设计锂电池电压检测电路,实时监测锂电池电量信息。（2）软件设计。系统在进行模拟量数据采集时可以根据负载变化动态地调整功耗;对各功能模块进行精细化管理,模块工作结束后立即禁用ADC、SPI、USART等相关外设接口;启用MCU休眠策略,系统处于空闲态时控制MCU进入待机模式,减小锂电池放电电流;选择GPS热启动开机方式,降低系统授时定位功耗;MCU进入待机模式之前将相关I/O口线设置为高阻态。（3）动态电源管理。分析各个电路功能模块的功耗,合理调度NB-IoT通信、RS-485通信、GPS授时定位等高耗电量功能模块,降低其工作频次,系统采用动态电源管理技术,在系统运行时动态地给各个功能模块/芯片分配资源。当需要模块工作时,系统开启该模块的供电电源完成相应任务;当模块进入空闲状态时,关断该模块的供电电源,模块进入关机模式,避免不必要的电量损耗。本系统实现了数据采集与处理、数据校验、数据存储、数据传输等功能,通过对系统工程样机进行软、硬件联合调试以及对各模块功能和耗电量进行测试、分析,证明本设计满足系统功能需求,可以长时间工作在无人值守、无稳定市电供应且无法使用太阳能电池的环境场合。
周洪航[9]（2021）在《单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究》文中研究说明随着物联网、云计算、虚拟现实、超高清多媒体和移动数据通信等新兴业务和新技术的迅速发展,网络带宽的需求出现爆发式地增长。高速光通信系统作为目前通信网络的基础物理层,正在朝着大容量、高速率等方向不断发展。其中,数据中心光互联和光接入网等短距离传输网络面临着容量和部署成本快速增长等多重压力,下一代短距通信系统成为当下研究热点之一。本论文围绕单载波高速光通信系统,聚焦于短距离高速低成本PAM传输系统中数字信号处理技术,进行了涉及时钟恢复、均衡、FEC编译码和概率整形调制模块的分析与研究工作。本文的主要工作内容与创新点如下:1.研究了 PAM传输系统的总体架构,对发射端和接收端的不同方案进行了对比,分析了链路中常见的包括时钟相位偏移、带宽受限、啁啾效应、幅度相关噪声、色散与功率衰落效应等信号损伤因素。分别对数字信号处理技术中的时钟恢复、均衡、FEC编译码和概率整形调制模块在PAM系统中应用现状进行了调研,分析了不同时钟恢复算法的应用场景,对比各种均衡技术的性能和复杂度,总结了前向纠错编码方案的发展趋势,研究了概率整形调制技术在PAM传输中的特性,分析了现有模块存在的问题。2.提出了基于均衡器抽头权重的全数字时钟恢复与信道均衡联合处理算法（CR-FFE）,在基于10 GHz带宽DML的50 Gbit/s速率PAM4传输系统中进行了离线实验验证,采用CR-FFE实现了 40 km光纤传输后1000 ppm的时钟频率偏移容忍度,相对传统方案将容忍度提升了 50倍,实现了时钟恢复与信道均衡的同步进行,解决了 PAM传输中时钟恢复与信道均衡先决条件不兼容问题。3.提出了基于多维基扩展和聚类的增强型硬判决方法,在基于10 GHz带宽DML调制50 Gbit/s速率下的PAM4传输系统中进行了实验验证。30 km传输后,在采用FFE均衡时,该增强型硬判决方法相对于传统硬判决,实现了误码率在3.8×10-3硬判决门限以下的可靠性传输;在采用VNLE均衡时,该增强型硬判决方法相对传统硬判决,在硬判决阈值处实现了 0.6dB的光功率预算增益。同时,相对于记忆深度为5的传统MLSE算法,该方法在二维基扩展下可实现了 2.5 dB的接收光功率增益。4.首次实验分析了 polar软判决编译码在PAM传输中的性能,基于商用10 GHz带宽DML调制器,完成了 polar编译码的28 Gbaud速率PAM4和PAM8系统C波段10 km单模光纤传输,通过研究非线性传输后PAM信号的概率密度函数,提出基于非等同高斯分布LLR估计的改进型polar软判决译码方法,实验结果表明,相对polar基于等同高斯分布LLR估计的传统译码器,所提出的改进型译码方法在PAM4和PAM8系统中分别获得了 0.7 dB和1 dB的额外光功率预算。5.研究并分析了基于CCDM的概率整形幅度调制方案和基于多对一映射的BICM-ID方案,提出了低复杂度的基于多对一映射的无迭代BICM方案用于概率整形编码调制,采用该方案搭建了 polar编译码的PS-PAM8传输实验平台,提出了针对PS-PAM8的时钟恢复优化技术对抗10 km传输后的眼图倾斜效应,在BTB、2 km和10 km传输后分别实现了 1.2 dB、0.8 dB、0.4 dB的整形增益。最后对概率整形下LDPC码和polar码在不同码长时进行了误码率性能和复杂度对比,实验结果表明,在码长为1024,512,256 时,polar码相对LDPC码分别实现了 1 dB,1.4 dB和2.2 dB的灵敏度增益,所需乘法器数量分别降低了 35%,27%和20%,反映出了所提方案在性能和计算复杂度上的优越性。
舒亮[10]（2021）在《大容量低成本城域光网络关键技术研究》文中提出随着新型大带宽低时延业务的飞速发展,互联网内容供应商、云服务商和网络运营商越来越多地将数据中心建设在用户所在的城市周围,这使得城域光网络逐渐成为全球流量的主要承载网络。在城域光网络容量需求急剧增长的同时,由于“提速降费”的国家政策,各大运营商的收入增长速度难以匹配成本支出的增长。因此,如何实现低成本的大容量城域光网络将成为城域网研究中的重点问题。大容量低成本城域光网络的实现依赖于低成本的高速传输和智能管控技术。低成本直接检测传输系统中的链路损伤补偿是短距城域数据中心互联（DCI）网络面临的主要挑战;而长距城域核心网则面临低冗余弹性光网络的智能管控挑战。针对大容量低成本城域光网络面临的上述挑战,论文围绕城域直接检测传输技术和城域光网络软故障诊断技术进行研究,主要创新成果如下:1.城域直接检测传输系统非线性补偿技术研究a)色散与信号-信号拍频干扰（SSBI）是限制直接检测传输系统容量距离积的首要链路损伤。论文设计了基于低成本双驱马赫增德尔调制器（DD-MZM）和克拉莫-克若尼（KK）检测的单边带（SSB）4电平脉冲幅度调制（PAM4）信号传输方案。112Gbps80km SSB-PAM4直接检测传输实验表明,该方案能有效减少光纤色散的影响并减少87%的均衡器复杂度,从而进一步降低城域DCI直接检测传输技术的硬件成本和算法复杂度。b)电放大器饱和效应、调制器非线性和光纤非线性会严重限制高阶调制格式的传输性能。论文提出了一种适用于16进制正交幅度调制（16QAM）直接检测传输系统非线性补偿的I/QVolterra滤波器（VF）,并基于l1正则化和再训练的方法实现了一个稀疏的I/Q VF。在112Gbps 16QAM直接检测传输实验中,I/Q VF将最大传输距离从480km扩展到960km,容量距离积达到国际先进水平。在960km传输时,稀疏I/Q VF在保证误码率不受影响的情况下将计算复杂度减少了 58%。与传统的I/Q实值线性滤波器相比,所提出的I/QVF能够显着提升系统非线性容忍度,从而有效地扩展直接检测传输技术的应用场景,进一步降低城域光网络的成本。2.城域直接检测传输系统低分辨率数模转换器（DAC）量化噪声补偿技术研究低分辨率DAC有助于降低光模块的成本、尺寸和功耗,但是会面临大量化噪声的挑战。论文对削峰（Clipping）、数字分辨率增强（DRE）和误差反馈噪声整形（EFNS）这三种低分辨率DAC量化噪声补偿技术在城域直接检测系统中的应用进行了详尽的仿真和实验分析。结果表明,DRE和EFNS均能够使4位DAC具有和8位DAC相近的传输性能。与DRE相比,EFNS具有更低的计算复杂度和处理时延,而且不需要提供信道响应,因而更加适用于低时延、低功耗的城域直接检测传输系统。这部分的工作能够为城域低分辨率直接检测传输系统的设计提供重要参考,并降低发射端的硬件成本、尺寸和功耗。3.城域低冗余弹性光网络软故障诊断技术研究低冗余弹性光网络是城域核心网发展的必然趋势,而软故障诊断是保障低冗余弹性光网络可靠性的关键技术。论文首次提出了一种适用于数字谱的基于谱面积的特征提取方法和一种低复杂度的双阶软故障检测和识别框架。该方法充分考虑了常见软故障对信号谱对称性、功率和信噪比的影响,能够在保证模型性能的情况下有效地减少模型输入特征。双阶软故障检测方案充分利用光网络软故障的低频性来降低整体硬件的监测和处理成本,在考虑三种软故障的实验系统中,双阶软故障检测结构减少了 61.6%的数字谱提取数目,并实现了 0.42%的假正率（FPR）和1.47%的假负率（FNR）。基于支持向量机（SVM）的软故障识别模块实现了 99.55%的识别精度。基于数字谱的软故障诊断技术性能达到了国际先进水平,在保障诊断性能的同时还显着降低了硬件监测和处理成本,将有助于低成本地实现城域光网络的智能管控。
二、数据处理与传输系统的现状和发展趋势（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、数据处理与传输系统的现状和发展趋势（论文提纲范文）
（1）基于LoRa的光伏电站数据传输系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 背景意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 LoRa技术发展现状 |
| 1.2.2 LoRa技术研究现状 |
| 1.3 研究内容及主要工作 |
| 1.4 本文组织结构 |
| 2 LoRa相关理论与技术介绍 |
| 2.1 LoRa技术特点 |
| 2.1.1 前向纠错技术 |
| 2.1.2 扩频调制技术 |
| 2.2 LoRa WAN协议 |
| 2.2.1 网络架构 |
| 2.2.2 终端设备工作模式 |
| 2.2.3 协议栈结构 |
| 2.2.4 入网方式 |
| 2.2.5 安全机制 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于LoRa的光伏电站数据传输系统实现 |
| 3.1 数据传输系统总体设计 |
| 3.2 LoRa无线组网设计 |
| 3.2.1 LoRa网络组网方式 |
| 3.2.2 通信协议数据帧结构 |
| 3.2.3 关键机制应用 |
| 3.3 光伏电站数据传输系统终端节点设计 |
| 3.3.1 光伏电站常用参数及数据采集装置选型 |
| 3.3.2 终端节点硬件选配 |
| 3.3.3 终端节点软件流程设计 |
| 3.4 光伏电站数据传输系统LoRa网关设计 |
| 3.4.1 LoRa网关硬件选型 |
| 3.4.2 LoRa网关软件流程设计 |
| 3.5 LoRa WAN服务器搭建与参数配置 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 LoRa数据传输网络混合加密设计 |
| 4.1 混合加密机制设计 |
| 4.2 AES算法优化设计 |
| 4.2.1 AES算法原理 |
| 4.2.2 AES算法优化 |
| 4.3 RSA算法优化设计 |
| 4.3.1 RSA算法原理 |
| 4.3.2 RSA算法改进 |
| 4.3.3 RSA改进算法的性能分析 |
| 4.4 混合加密方案性能分析 |
| 4.4.1 安全性分析 |
| 4.4.2 运算速率测试与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 系统测试与分析 |
| 5.1 实验所需工具和环境配置 |
| 5.1.1 所需工具 |
| 5.1.2 环境配置 |
| 5.2 系统性能测试 |
| 5.2.1 通信距离测试与分析 |
| 5.2.2 丢包率测试与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（2）高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光波分复用系统 |
| 1.2.2 数字反向传输算法 |
| 1.2.3 概率整形技术 |
| 1.3 论文的主要工作内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 相干光WDM通信系统 |
| 2.1 相干光通信系统概述 |
| 2.2 相干光系统理论模型 |
| 2.2.1 光发射机 |
| 2.2.2 光纤信道 |
| 2.2.3 光接收机 |
| 2.3 相干光通信系统的DSP算法原理 |
| 2.3.1 频偏估计 |
| 2.3.2 相偏估计 |
| 2.3.3 时钟提取和同步 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 相干光WDM传输系统的非线性效应及噪声估计模型 |
| 3.1 光通信的非线性效应 |
| 3.1.1 受激布里渊散射和受激拉曼散射 |
| 3.1.2 自相位调制和交叉相位调制 |
| 3.1.3 四波混频 |
| 3.2 非线性效应理论推导 |
| 3.2.1 波动方程 |
| 3.2.2 亥姆赫兹方程推导 |
| 3.3 相干光WDM系统中非线性噪声的估计模型 |
| 3.3.1 非线性效应的微扰分析 |
| 3.3.2 非线性效应噪声模型 |
| 3.3.3 相干光WDM系统非线性效应的仿真分析 |
| 3.3.4 非线性噪声的主要成分 |
| 3.3.5 弹性光WDM系统非线性效应的仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相干光传输系统传输补偿算法 |
| 4.1 非线性薛定谔方程及其分布傅里叶数值解法 |
| 4.2 非线性薛定谔方程求解的仿真分析 |
| 4.3 基于数字反向传输算法的非线性补偿 |
| 4.3.1 数字反向传输算法理论 |
| 4.3.2 DBP及有关分布傅里叶计算方法 |
| 4.3.3 DBP补偿算法仿真结果分析 |
| 4.4 基于二分搜索的改进DBP补偿方案 |
| 4.4.1 改良DBP算法原理 |
| 4.4.2 代价函数的设计 |
| 4.4.3 基于二分的搜索算法 |
| 4.4.4 性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 概率整形与数字反向传输算法的联合补偿方案 |
| 5.1 概率整形技术 |
| 5.1.1 研究的必要性 |
| 5.1.2 概率整形原理分析 |
| 5.1.3 信号分布和映射规则 |
| 5.2 常规恒等量分布匹配 |
| 5.2.1 算法原理 |
| 5.2.2 应用CCDM的光通信系统 |
| 5.2.3 CCDM仿真分析 |
| 5.3 概率整形和数字反向传输算法联合补偿仿真 |
| 5.3.1 联合补偿方案设计 |
| 5.3.2 联合补偿性能分析 |
| 5.3.3 不同步长大小下传输性能分析 |
| 5.3.4 不同光纤跨段大小下传输性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）光载射频信号处理若干技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光载射频信号处理的研究背景和意义 |
| 1.2 光载射频通信的发展动态及技术优势 |
| 1.2.1 光载射频信号处理与光载射频通信的国内外研究现状 |
| 1.2.2 光载射频通信技术的未来发展趋势 |
| 1.2.3 光载射频通信技术面临的挑战 |
| 1.2.4 射频光子信号处理在雷达系统中的应用及发展前景 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光载射频信号处理的理论基础 |
| 2.1 RoF系统中光载射频信号的产生 |
| 2.1.1 光载射频通信系统中的调制器 |
| 2.1.2 双光源外差混频技术 |
| 2.2 光电上变频和下变频技术 |
| 2.2.1 MZM实现上变频 |
| 2.2.2 EAM实现上变频 |
| 2.2.3 光电下变频技术 |
| 2.3 射频信号的光域调制与解调技术 |
| 2.3.1 光载射频信号的直接调制技术 |
| 2.3.2 光载射频信号的外调制技术 |
| 2.3.3 光载射频信号的包络检波解调 |
| 2.4 光载射频通信链路中的信号失真原因及分析 |
| 2.4.1 谐波失真问题研究 |
| 2.4.2 RoF系统光纤链路中的传输色散 |
| 2.4.3 RoF链路中的噪声产生原因及特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多信道高谱效相干光载射频通信系统 |
| 3.1 基于串联单边带调制的光载射频信号产生 |
| 3.1.1 光载射频信号串联单边带调制的方案设计 |
| 3.1.2 光载射频信号串联单边带调制的数学模型与理论推导 |
| 3.2 基于光正交单边带复用的光载射频信号产生 |
| 3.2.1 光载射频信号正交单边带复用的方案设计 |
| 3.2.2 光载射频信号正交单边带复用的理论推导与分析 |
| 3.3 多信道高谱效相干光载射频通信系统仿真与实验研究 |
| 3.3.1 相干光载射频通信系统仿真研究 |
| 3.3.2 多模态相干光载射频通信系统的设计及实验平台的建立 |
| 3.3.3 基于数字信号处理的光载射频通信相干接收与信号解调恢复 |
| 3.3.4 多信道高谱效光载射频通信系统实验结果及性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于硅基光电子的相干光载射频通信集成收发机 |
| 4.1 高Q值超窄带的光带通滤波器设计 |
| 4.1.1 基于硅基单微环的波长选择性光带通滤波器 |
| 4.1.2 基于串联多微环的可调谐超窄带光带通滤波器 |
| 4.2 基于硅基滤波器和硅基调制器的集成光载射频信号发射机设计 |
| 4.2.1 硅基双电极马赫-曾德尔调制器的设计与实现 |
| 4.2.2 硅基集成多信道光载射频信号发射机设计与实现 |
| 4.2.3 硅基光载射频信号发射机的仿真验证及结果分析 |
| 4.3 基于集成发射机的相干光载射频通信系统 |
| 4.3.1 集成相干光载射频信号发射机的实现 |
| 4.3.2 光载射频通信系统性能验证及结果分析 |
| 4.4 光载射频通信集成数字相干光接收机前端设计 |
| 4.4.1 集成数字相干光接收机的方案设计 |
| 4.4.2 集成数字相干光接收机前端的设计结构 |
| 4.4.3 数字相干光接收机前端模块的性能参数指标 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术 |
| 5.1 基于DP-DPMZM的光载射频信号移相与倍频方案 |
| 5.1.1 基于DP-DPMZM倍频相移方案的机理分析与数学模型 |
| 5.1.2 倍频功能的数值仿真与验证分析 |
| 5.1.3 移相功能的数值仿真结果及分析 |
| 5.1.4 基于DP-DPMZM的倍频移相系统性能影响因素分析 |
| 5.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器的设计方案 |
| 5.2.1 基于MZM和SOA的射频光子滤波模块设计 |
| 5.2.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器仿真验证及结果分析 |
| 5.2.3 射频光子滤波器的应用分析 |
| 5.3 基于SOA-MZI结构的光载射频信号移相器设计 |
| 5.3.1 光载射频信号移相的机理特点及典型设计方案分析 |
| 5.3.2 基于SOA-MZI结构的射频光子移相器设计方案 |
| 5.3.3 基于SOA-MZI的光载射频移相器仿真验证及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究成果 |
| 6.2 不足之处及改进措施 |
| 6.3 未来展望 |
| 附录 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果目录 |
（4）超奈奎斯特WDM相干光传输系统关键DSP算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超奈奎斯特WDM相干光传输技术发展趋势和研究意义 |
| 1.2 超奈奎斯特WDM相干光传输技术研究现状和技术难题 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 技术难题 |
| 1.3 论文的主要研究内容和结构安排 |
| 第二章 PM-QPSK FTN-WDM系统时钟恢复算法的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 定时误差损伤影响分析 |
| 2.3 基于信号功率的时钟恢复算法 |
| 2.4 基于信号功率的时钟恢复与自适应均衡与偏振解复用联合算法 |
| 2.4.1 算法基本原理 |
| 2.4.2 算法计算复杂度分析 |
| 2.5 算法仿真验证和性能分析 |
| 2.5.1 PM-QPSK FTN-WDM系统仿真模型 |
| 2.5.2 算法仿真结果及性能分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 PM-QPSK FTN-WDM系统载波相位估计算法的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相位噪声损伤影响分析 |
| 3.3 基于均方误差检测相位跳变的盲载波相位恢复算法 |
| 3.3.1 算法基本原理 |
| 3.3.2 算法计算复杂度分析 |
| 3.4 算法仿真验证和性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 PM-QPSK FTN-WDM系统ISI均衡算法的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 码间干扰损伤影响分析 |
| 4.3 正交双二进制滤波与最大后验概率检测算法结合方案 |
| 4.3.1 算法基本原理 |
| 4.3.2 算法计算复杂度分析 |
| 4.4 算法仿真验证和性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 缩略词索引 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表学术论文和参与科研项目情况 |
（5）软件定义网络中的多路径传输机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景与意义 |
| 1.2 论文选题依据 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 论文主要贡献与创新 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第二章 软件定义网络中的多路径传输机制研究现状分析 |
| 2.1 多路径传输控制协议与软件定义网络 |
| 2.1.1 多路径传输控制协议的基本设计 |
| 2.1.2 软件定义网络的关键技术 |
| 2.2 软件定义网络中的多路径传输技术 |
| 2.2.1 路径管理方法 |
| 2.2.2 数据调度策略 |
| 2.2.3 移动切换机制 |
| 2.2.4 拥塞控制算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 服务质量驱动的多路传输路径管理方法 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 网络侧与终端侧联合优化系统架构 |
| 3.3 基于SDN的网络拓扑收集和路径计算方法 |
| 3.4 服务质量感知的多路径子流数量优化算法 |
| 3.5 SDN集中管控的确定性路径分配策略 |
| 3.6 仿真实验与性能评估 |
| 3.6.1 实验平台设置 |
| 3.6.2 实验结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 随机优化的多路传输数据调度策略 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 随机优化的多路传输系统模型 |
| 4.2.1 数据调度框架设计 |
| 4.2.2 传输队列模型构建 |
| 4.3 面向SDN的传输性能与价格开销折衷模型 |
| 4.4 随机优化的多路传输数据调度算法 |
| 4.4.1 问题求解与数据包分配决策 |
| 4.4.2 数据传输与价格开销分析 |
| 4.5 仿真实验与性能评估 |
| 4.5.1 实验环境与参数设置 |
| 4.5.2 实验评估结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 博弈增强的多路传输补偿切换方法 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 多路补偿传输系统架构 |
| 5.3 信号强度精确评估模型 |
| 5.4 基于流模型的主动补偿切换方法 |
| 5.5 基于SDN的最优候选RSU选择博弈方法 |
| 5.5.1 候选RSU选择博弈模型 |
| 5.5.2 切换选择策略与博弈性能分析 |
| 5.6 仿真实验与性能评估 |
| 5.6.1 多路主动补偿切换算法的性能分析 |
| 5.6.2 最优候选RSU选择博弈方法的性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 信息年龄感知的多路传输拥塞控制算法 |
| 6.1 本章引言 |
| 6.2 信息年龄感知的传输系统模型 |
| 6.3 面向SDN的信息年龄评估算法 |
| 6.4 多路传输的信息年龄设计与定义 |
| 6.5 基于流模型信息年龄感知的多路拥塞控制算法 |
| 6.6 仿真实验与性能评估 |
| 6.6.1 连接建立阶段的性能分析 |
| 6.6.2 数据传输阶段的性能分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结语 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 未来的研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术成果 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（6）分层采油多井多储层传输技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外多井多储层传输技术研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 井下数据通信方式研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及结构 |
| 1.3.1 本文研究内容 |
| 1.3.2 本文结构 |
| 第二章 分层采油多井多储层传输模型设计 |
| 2.1 分层采油多井多储层传输需求分析 |
| 2.1.1 井-地通信系统的需求分析 |
| 2.1.2 地面无线通信系统的需求分析 |
| 2.2 单芯电缆的建模与仿真 |
| 2.2.1 单芯电缆传输信道分析 |
| 2.2.2 单芯电缆电路模型仿真 |
| 2.2.3 单芯电缆传输中主要耦合方式 |
| 2.2.4 单芯电缆的信号衰减分析 |
| 2.3 分层采油多井多储层传输模型分析 |
| 2.3.1 分层采油多井多储层传输模型 |
| 2.3.2 分层采油多井多储层传输模型的稳定性分析 |
| 2.4 分层采油传输系统的编码技术分析 |
| 2.4.1 信道编码方式选择 |
| 2.4.2 编码解码设计 |
| 2.4.3 传输系统的差错率分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 分层采油多井多储层传输系统总体设计 |
| 3.1 系统设计思想 |
| 3.2 分层采油多井多储层传输硬件设计 |
| 3.2.1 分层采油多储层至井口监控中心通信硬件设计 |
| 3.2.2 分层采油多井至地面监控中心通信硬件设计 |
| 3.3 分层采油多井多储层传输的软件设计 |
| 3.3.1 集中监控软件设计 |
| 3.3.2 下位机软件设计 |
| 3.4 分层采油多井多储层传输的通信协议设计 |
| 3.4.1 多井至地面的通信协议设计 |
| 3.4.2 多储层至井口的通信协议设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 分层采油多井多储层传输系统性能测试 |
| 4.1 分层采油多井多储层传输系统性能测试 |
| 4.1.1 多储层至井口监控中心的通信功能测试 |
| 4.1.2 多井至地面监控中心的通信功能测试 |
| 4.1.3 无线通信模块测试 |
| 4.2 多井多储层数据传输系统整机测试 |
| 4.2.1 仿真验证 |
| 4.2.2 通信功能的测试 |
| 4.2.3 整机性能测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文完成的主要工作 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（7）煤矿井下应急通信光纤传感信号解调系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿井通信系统研究现状 |
| 1.2.2 光纤声波传感技术研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容及工作安排 |
| 第二章 矿用传感应急通信系统方案设计 |
| 2.1 矿井光纤传感应急通信系统基本理论 |
| 2.1.1 矿井光纤传感系统检测机理 |
| 2.1.2 矿井光纤传感应急通信结构选型 |
| 2.1.3 相位调制光纤传感系统比较 |
| 2.2 矿井应急通信光纤声波传感系统 |
| 2.2.1 声音传感检测原理 |
| 2.2.2 矿井应急通信复合光纤声波传感系统 |
| 2.2.3 应急通信系统器件选型 |
| 2.3 系统结构安排 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 矿用传感应急通信系统硬件设计 |
| 3.1 矿井光纤声音传感检测系统设计 |
| 3.2 光纤声音信号硬件解调系统设计 |
| 3.2.1 光电转换单元设计 |
| 3.2.2 I/V转换单元设计 |
| 3.2.3 有源滤波单元设计 |
| 3.2.4 阻抗匹配单元设计 |
| 3.2.5 差分传输单元设计 |
| 3.2.6 前置放大单元设计 |
| 3.2.7 功率放大单元设计 |
| 3.3 光纤声音信号数据传输系统设计 |
| 3.3.1 ARM控制单元设计 |
| 3.3.2 数据采集单元设计 |
| 3.3.3 数据传输单元设计 |
| 3.4 电源系统设计 |
| 3.4.1 电源系统结构设计 |
| 3.4.2 电源子系统设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 矿用应急通信系统软件设计 |
| 4.1 软件开发环境 |
| 4.1.1 MFC软件开发环境介绍 |
| 4.1.2 ARM软件开发环境介绍 |
| 4.2 矿用应急通信系统软件设计 |
| 4.2.1 系统软件功能框架设计 |
| 4.2.2 USB 数据处理传输系统方案设计 |
| 4.2.3 人机交互界面方案设计 |
| 4.2.4 网络传输系统方案设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 应急通信系统实现与实验结果分析 |
| 5.1 实验平台的搭建 |
| 5.1.1 光纤声音传感检测系统的搭建 |
| 5.1.2 光纤声音传感硬件解调系统搭建 |
| 5.1.3 应急通信系统样机集成 |
| 5.1.4 应急通信系统实验平台搭建 |
| 5.2 系统性能测试与分析 |
| 5.2.1 系统噪声测试 |
| 5.2.2 声音类别测试 |
| 5.2.3 声音还原性精度测试 |
| 5.2.4 系统稳定运行测试 |
| 5.2.5 监控系统离线模式测试 |
| 5.2.6 网络传输性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）低功耗数据采集与NB-IoT传输系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 低功耗数据采集与传输系统发展综述 |
| 1.2.1 低功耗数据采集与传输系统发展现状 |
| 1.2.2 低功耗数据采集与传输系统发展趋势 |
| 1.3 论文内容及章节安排 |
| 2 系统总体设计方案 |
| 2.1 系统需求分析 |
| 2.1.1 系统应用场景 |
| 2.1.2 功能需求分析 |
| 2.2 系统总体设计方案 |
| 2.2.1 硬件设计 |
| 2.2.2 软件设计 |
| 3 系统硬件电路低功耗设计 |
| 3.1 硬件电路总体设计与功能描述 |
| 3.2 硬件电路低功耗设计 |
| 3.2.1 MCU及外围辅助电路 |
| 3.2.2 串行通信接口电路 |
| 3.2.3 数据采集与模拟信号输出电路 |
| 3.2.4 NB-IoT数据传输电路 |
| 3.2.5 数据存储电路 |
| 3.2.6 GPS授时定位电路 |
| 3.2.7 电池充电和电压检测电路 |
| 3.2.8 电流测试电路 |
| 3.3 印刷电路板设计及工装焊接 |
| 3.3.1 印刷电路板PCB设计 |
| 3.3.2 电路板工装焊接 |
| 4 系统软件低功耗设计 |
| 4.1 系统软件工作流程 |
| 4.2 软件低功耗设计 |
| 4.3 授时与定位 |
| 4.4 模拟量数据采集 |
| 4.4.1 自适应电压调节 |
| 4.4.2 模拟量数据采集程序设计 |
| 4.5 数据存储 |
| 4.6 NB-IoT数据传输 |
| 4.7 RS-485 数据传输 |
| 4.8 上位机软件 |
| 4.8.1 上位机软件功能定义 |
| 4.8.2 上位机设计方案 |
| 5 系统调试与测试 |
| 5.1 系统软件、硬件联合调试 |
| 5.2 系统精度测试 |
| 5.2.1 模拟量采集精度测试 |
| 5.2.2 模拟量输出精度测试 |
| 5.3 各模块工作时间测试 |
| 5.4 各模块功耗测试 |
| 5.5 系统整机耗电量 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A PCB布局布线图 |
| 附录 B 实物图 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速光通信系统研究背景 |
| 1.1.1 高速光通信的产业需求 |
| 1.1.2 高速光通信的发展历程 |
| 1.1.3 高速光通信的总体架构与先进技术 |
| 1.2 单载波强度调制直接检测技术 |
| 1.2.1 IM/DD系统中的先进调制格式 |
| 1.2.2 短距离PAM传输的研究现状 |
| 1.3 本文主要工作与结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 短距离PAM传输系统中的数字信号处理技术 |
| 2.1 基于IM/DD的短距离PAM光传输系统 |
| 2.1.1 传输系统总体架构 |
| 2.1.2 收发机方案对比 |
| 2.1.3 DSP总体方案 |
| 2.2 传输系统常见信号损伤分析 |
| 2.2.1 时钟相位偏移 |
| 2.2.2 带宽受限 |
| 2.2.3 啁啾效应 |
| 2.2.4 幅度相关噪声 |
| 2.2.5 色散与功率衰落效应 |
| 2.3 时钟恢复技术 |
| 2.3.1 PAM系统中时钟恢复算法研究现状 |
| 2.3.2 典型时钟恢复算法原理介绍 |
| 2.3.3 小结 |
| 2.4 均衡技术 |
| 2.4.1 PAM系统中均衡技术的研究现状 |
| 2.4.2 典型均衡器原理介绍 |
| 2.4.3 小结 |
| 2.5 前向纠错编码(FEC)技术 |
| 2.5.1 PAM系统中FEC技术的研究现状 |
| 2.5.2 典型FEC技术原理介绍 |
| 2.5.3 小结 |
| 2.6 概率整形调制技术 |
| 2.6.1 PAM系统中的应用 |
| 2.6.2 概率整形调制基本原理 |
| 2.6.3 技术分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于抽头权重的时钟恢复与信道均衡联合处理技术 |
| 3.1 时钟恢复与信道均衡技术研究背景 |
| 3.2 传统处理方案与联合处理技术基本原理 |
| 3.2.1 传统CR级联FFE方案 |
| 3.2.2 基于抽头权重的CR-FFE联合处理技术 |
| 3.3 基于均衡器抽头权重的联合处理技术性能仿真与分析 |
| 3.3.1 CR-FFE性能仿真 |
| 3.3.2 CR-FFE方案复杂度对比 |
| 3.3.3 CR-FFE收敛速度分析 |
| 3.4 基于抽头权重的CR-FFE技术实验平台验证及结果分析 |
| 3.4.1 实验平台设计与搭建 |
| 3.4.2 实验结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于聚类算法的高性能判决与译码技术 |
| 4.1 高性能判决与译码技术研究背景 |
| 4.2 基于多维基扩展的增强型硬判决技术 |
| 4.2.1 增强型硬判决的基本原理 |
| 4.2.2 多维基展开复杂度研究 |
| 4.2.3 传输实验平台验证及结果分析 |
| 4.3 基于非等同高斯分布LLR估计的改进型polar软判决译码技术 |
| 4.3.1 polar编译码的PAM传输系统 |
| 4.3.2 改进型polar软判决译码基本原理 |
| 4.3.3 传输实验平台验证及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于多对一映射的概率整形编码调制技术 |
| 5.1 概率整形编码调制技术实现方案 |
| 5.1.1 基于CCDM的PAS实现方案 |
| 5.1.2 基于多对一映射的BICM-ID实现方案 |
| 5.1.3 基于多对一映射的无迭代BICM实现方案 |
| 5.2 PAM系统中概率整形调制技术理论性能分析 |
| 5.3 基于多对一映射的概率整形调制技术实验平台验证及结果分析 |
| 5.3.1 实验平台设计与验证 |
| 5.3.2 实验结果与性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 工作与成果总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 附录索引表 |
| 致谢 |
| 博士期间论文成果与工作 |
（10）大容量低成本城域光网络关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 城域光网络发展趋势概述 |
| 1.1.1 城域DCI网络发展趋势概述 |
| 1.1.2 城域核心网发展趋势概述 |
| 1.2 城域光网络国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于直接检测的城域光纤传输技术研究现状 |
| 1.2.2 光网络软故障诊断技术研究现状 |
| 1.3 论文研究意义与创新点 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 大容量低成本城域光网络 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 低成本高速城域直接检测传输技术 |
| 2.2.1 城域直接检测传输系统基本结构 |
| 2.2.2 带宽预补偿原理 |
| 2.2.3 SSB调制原理 |
| 2.2.4 色散预补偿原理 |
| 2.3 低冗余弹性光网络 |
| 2.3.1 弹性光网络基本原理 |
| 2.3.2 ROADM基本原理 |
| 2.3.3 光网络软故障管理 |
| 2.3.4 常见机器学习算法 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 城域直接检测传输系统非线性补偿技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 KK检测 |
| 3.3 稀疏I/QVF |
| 3.3.1 I/QVF基本结构 |
| 3.3.2 基于l1正则化的I/Q VF重要核识别方法 |
| 3.4 KK检测在PAM4直接检测传输系统中的实验研究 |
| 3.4.1 基于DD-MZM和KK检测的SSB-PAM4传输方案 |
| 3.4.2 实验框图与DSP流程 |
| 3.4.3 光背靠背实验结果分析 |
| 3.4.4 光纤传输实验结果分析 |
| 3.5 稀疏I/QVF在单偏振16QAM直接检测传输系统中的非线性补偿效果实验研究 |
| 3.5.1 实验框图与DSP流程 |
| 3.5.2 光背靠背下I/QVF非线性补偿效果分析 |
| 3.5.3 光纤传输长度为960km时I/QVF非线性补偿效果分析 |
| 3.5.4 稀疏I/Q VF性能和复杂度分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 城域直接检测传输系统低分辨率DAC量化噪声补偿技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低分辨率DAC量化噪声整形技术 |
| 4.2.1 DRE技术 |
| 4.2.2 EFNS技术 |
| 4.3 基于幅度互补累积分布函数的Clipping技术 |
| 4.4 DRE和Clipping在色散预补偿低分辨率高速直接检测PAM4系统中的仿真分析 |
| 4.4.1 仿真框图和DSP流程 |
| 4.4.2 光背靠背DRE抽头长度和DAC每符号采样数的影响 |
| 4.4.3 光背靠背和80公里光纤传输场景下Clipping性能分析 |
| 4.4.4 光背靠背下Clipping和DRE在不同采样时间抖动的情况下的性能分析 |
| 4.4.5 光背靠背和80公里光纤传输OSNR性能分析 |
| 4.5 EFNS在低分辨率高速直接检测PAM4系统中的实验研究 |
| 4.5.1 实验框图和DSP流程 |
| 4.5.2 参数优化 |
| 4.5.3 DAC采样率、PNoB和Clipping概率对量化噪声补偿性能的影响 |
| 4.5.4 光背靠背和10km光纤传输下ROP性能分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 城域低冗余弹性光网络软故障诊断技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于数字谱的光网络软故障诊断技术 |
| 5.2.1 五种常见软故障分析 |
| 5.2.2 基于谱面积的数字谱特征提取方法设计 |
| 5.2.3 特征提取方法有效性仿真分析 |
| 5.3 基于数字谱的双阶软故障检测和识别方法实验研究 |
| 5.3.1 基于数字谱的双阶软故障检测和识别框架 |
| 5.3.2 实验框图与数据集构建 |
| 5.3.3 双阶软故障检测性能分析 |
| 5.3.4 基于SVM的软故障识别性能分析 |
| 5.4 基于数字谱的低复杂度、低内存开销软故障诊断方案仿真研究 |
| 5.4.1 基于数字谱的软故障诊断框架 |
| 5.4.2 Welch PSD计算方法 |
| 5.4.3 仿真框图和数据集采集 |
| 5.4.4 两种数字谱的软故障检测和识别性能比较 |
| 5.4.5 子段长度对Welch方法性能的影响 |
| 5.4.6 故障幅度估计性能评估 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间的学术论文目录 |
四、数据处理与传输系统的现状和发展趋势（论文参考文献）
- [1]基于LoRa的光伏电站数据传输系统的设计与实现[D]. 魏嘉鑫. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]高速光WDM系统中的非线性效应及其补偿[D]. 覃禹让. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]光载射频信号处理若干技术及应用研究[D]. 陈光. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]超奈奎斯特WDM相干光传输系统关键DSP算法研究[D]. 张希佳. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]软件定义网络中的多路径传输机制研究[D]. 高楷. 北京邮电大学, 2021
- [6]分层采油多井多储层传输技术研究[D]. 程成. 西安石油大学, 2021(09)
- [7]煤矿井下应急通信光纤传感信号解调系统研究[D]. 康志坚. 太原理工大学, 2021(01)
- [8]低功耗数据采集与NB-IoT传输系统的设计[D]. 王大明. 大连理工大学, 2021(01)
- [9]单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究[D]. 周洪航. 北京邮电大学, 2021(01)
- [10]大容量低成本城域光网络关键技术研究[D]. 舒亮. 北京邮电大学, 2021(01)