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高性能同轴电缆接入网(High performance Network Over Coax,HINOC)是利用已敷设的有线电视同轴电缆信道提高有线用户接入速率的接入技术。HINOC系统采用正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和高达4096QAM的调制方式,在128MHz的宽带物理信道内实现1Gbps的数据传输率。 本文作者参与了HINOC关键技术研究、标准化以及芯片开发等过程。论文包括了作者在OFDM接收机算法以及物理层协议设计两个方面的工作,主要的创新点和贡献有: (1)针对4096QAM/OFDM系统对频偏和时偏极为敏感的问题,论文提出了一种基于步进跟踪的时频偏同步算法。该算法简化了频偏和时偏估计方法,减少了估计过程中求角度、除法和乘法等复杂操作;联合了多帧估计到频偏值和时偏值,以步进的方式跟踪系统中的频偏和时偏,提高了跟踪的稳定性。论文推导分析了该算法的跟踪精度和稳定性等性能。理论分析和仿真结果表明该算法稳定性优于传统的同步算法。 (2)针对宽带通信系统中的模拟器件IQ不平衡的问题,论文提出了一种基带数字域的多径信道和IQ不平衡联合估计与纠正算法。该算法考虑了收发两端与频点相关的IQ不平衡以及频偏等因素的影响;利用了同轴电缆网络中信道响应和IQ不平衡参数时变缓慢的特性,对多径信道和IQ不平衡进行联合估计。相比传统的多径信道和IQ不平衡估计算法,该算法具有适用范围广、估计精度高、以及运算复杂度低的优点。 (3)针对跳频GSM系统对HINOC的影响,论文提出了一种基于自适应滤波器的跳频窄带干扰抑制算法。该算法检测了干扰的跳频时刻,并基于最小均方误差(Least Mean Square,LMS)自适应滤波器,在跳频之后快速更新自适应滤波器系数,提高对采用跳频技术的窄带干扰的预测能力。相比传统的频域或时域窄带干扰抑制算法,该算法对跳频窄带干扰的抑制能力更好。 (4)为了给多用户提供高效的信道资源请求通道,论文设计了基于正交频分复用多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)的HINOC物理层上行控制帧。该设计方案提高了多个用户节点进行信道资源请求的效率,避免了上行控制帧占用过多的系统带宽;通过采用低阶差分调制以及简单的重复编码,降低了中心节点对OFDMA信号解调的复杂度。