混合宽带接入网中的异类串音和远端串音问题研究

本课题拟利用现代信号处理和非线性动态规划方法来抑制异类串音和远端串音干扰，提高VDSL2宽带接入网的传输速率和不同业务的QoS需要。具体内容包括：以建立混合宽带接入网中异类串音干扰的数学模型和复杂环境下的通信理论为基础，根据异类串音干扰的非协作特点，提出异类串音信号的主成分检测方法和干扰信道的盲估计算法；分析不同类串音干扰信号的统计特性，背景干扰信号的统计量，利用统计信号处理方法设计抑制两类串音干扰的自适应算法；在满足不同业务QoS需要和不同用户宽带需求的前提下，分析各用户干扰信号的不同层次的协作关系，研究串音抑制和动态频谱管理相结合的复合算法，合理分配各用户的频谱和发送功率，以减小各种串音干扰,实现混合宽带接入网的整体最优传输。通过深入的理论分析、计算机仿真并辅之必要的实测数据验证，使研究结果能及时应用于新一代有线宽带接入网系统。

基于铜双绞线的有线宽带接入网是国内多数省份、欧洲、美国等国家主要的宽带接入方式。与其它接入方式相比，基于双绞线的有线宽带接入性能稳定、价钱便宜，因此在今后一段时间内仍将占有一定的市场。.围绕铜双绞线的有线宽带接入网，目前的研究主要集中在干扰问题。为了提高接入网的传输速率，必须使用更高的频段。而在高频部分，有用信号衰减严重，各类干扰对传输速率和传输质量造成严重影响。在基于铜双绞线的有线宽带接入网中，干扰主要分为两类：一类来自同一系统不同用户之间的干扰。另一类来自其它系统和自然界的干扰，后一种干扰称为异类干扰。对第一类干扰，抑制方法有两类，如果不同用户之间在发送端或接收端具有合作关系，则可通过信号处理方法有效抑制；如果用户之间不具有合作关系，通过频谱管理中心，采用动态频谱管理的方法减小干扰影响。目前大部分抑制干扰的研究工作集中于同一系统不同用户之间的干扰，并且有比较成熟的处理方法。而对于异类干扰，由于和有用信号之间是一种非合作干扰，目前还缺少有效的处理方法。这正是本课题研究的重点。.本课题研究内容涉及如下四个方面：. （1）脉冲干扰问题：脉冲干扰在自然界普遍存在，它对无线和有线通信系统造成严重影响。本课题组首先从统计分析角度出发，利用有用信号、脉冲干扰和高斯白噪声在循环功率谱域的功率分布差异，设计了一类检测和估计信号功率、脉冲噪声功率、噪声功率的统计方法。基于此结果设计了快速估计信号干扰噪声比的估计方法。另外一类方法是从压缩感知理论出发设计了一种估计和抑制脉冲噪声干扰的有效方法。. （2）有线宽带接入网中的干扰抑制方法研究：针对用户上线或下线的动态通信环境，设计了一种跟踪和抑制串音干扰的自适应自跟踪算法；根据用户传输信道的信道状态信息，设计了一种通过分组来降低动态频谱管理算法的运算量的降维处理方法；为了降低发送功率，实现绿色通信，研究了降低发送功率的绿色接入网技术。. （3）频谱检测与频谱资源分配方法研究：有效利用频谱资源不仅能减小不同用户间干扰，而且能有提高传输速率。因此频谱检测与频谱资源分配是有线和无线通信中的共性问题。本课题组在基于自协方差矩阵的频谱检测方法，性能分析，以及基于动态规划的频谱资源分配等方面取得一系列研究成果。. 在本课题资助下，发表论文36篇，其中期刊论文20篇，这其中IEEE期刊论文5篇，会议论文16篇，授权发明专利9项。