- 文献综述（或调研报告）：
随着信息时代的深入，能够通信的设备越来越多，对通信性能的要求也越来越高。在现阶段，人们希望随时随地、不受时空限制地进行信息交流。而在不久的未来，人们将不再止步于这种人与人之间的沟通渠道，将期望让人与物，物与物之间能够建立联系，及时可靠高效得获得有用的信息，来提升每个人的生活品质乃至于全社会的运行效率，这将依赖于一系列技术的应用和发展，而通信技术是其中重要的一个元素[1]。可以确定的是，未来使用通信系统的场景将会越来越常见，采用的传输媒介也将越来越多样化，通信系统的设计人员将面对多种类型的信道，虽然每种信道都有可能具有自身独一无二的特性，需要独特的应对措施来对抗这些特性，但是我们更需要提炼总结出信道特性当中的共同点，总结其相对应的通信技术。
但是，以信道不理想特性为脉络梳理通信技术的研究较为罕见。当然，研究通信技术一定离不开信道，例如Andrea Goldsmith所著Wireless Communication[2]就在前几章节中着重研究了各种信道模型，例如路径损耗模型、多径模型、宽带衰落模型等等，但是没有随之给出对抗措施，而在后几章节中才引入了各类通信技术，信道特性与通信技术直接的关联仍然不显著。Simon Haykin所著Communication System[3]着重在于各类通信技术的性能比较，尤其是对白噪声信道下通信系统性能分析非常全面清晰，而对其他类型的信道特性有所提及并提出了应对技术，但是通信技术之间没有建立相应的联系。而樊昌信所著《通信原理》[4]同样以通信技术为核心，只在一个章节中着重对信道进行讨论，从数学的角度总结了信道特性在公式中的位置，因此仍然不够明确。
更多对抗信道特性的技术是专家教授耗费大量的精力研究设计的，这些研究的成果能够对抗某一类特定参数的信道特性，大量的研究才慢慢构筑起人们对于信道的认识。这种研究基本散见于各类专业文献中。
噪声是信道中最普遍的特性，它在一些通信场景中不是造成性能下降的最主要因素，但是噪声在系统中是不可避免的，它对系统的极限性能构成了最基本的限制，由香农在1984年总结出了著名的信道编码定理,即只要信息传输速率低于信道容量,通过对信息适当进行编码，可在不牺牲信息传输或存储速率的情况下，将有噪信道或存储媒质引入的差错减到任意低的程度。对抗噪声最基本的方法是相干器或者说匹配滤波器，它们使得模块输出端的信噪比达到最大。除了这个技术之外，一直被研究得比较深入，最近仍然不断涌现出令人激动的课题就是纠错码技术。最早在1950年Hamming就提出了汉明码，而其中近期比较受到关注的技术为LDPC码。LDPC码的构造有两个要点，第一个是构造尽可能大的码距，再者是Tanner图中没有短环。对于LDPC码的译码，Gallager提出了基于硬判决的树型译码算法和基于软判决的迭代译码算法[5]。LDPC可以说是现在信道编码中性能最接近香农限的编码了，2001年，Chung就构造出了距离Shannon极限仅0.0045的非规则LDPC码[6]。从香农论文发表到现在已经60多年了，从Hamming码到LDPC码,差错控制编码技术飞速的发展。
另外，信道以及通信器的元件通常都具有一定的频带宽度，其冲击响应将发生延拓，对于传输的信号来说，就是前后码元甚至若干个码元不再互相独立，发生畸变。对于此类信道特性，一般使用均衡器来应对。在基带系统中插入一种可调或不可调的滤波器，用来减小码间干扰的影响，这种对系统传递函数的幅频和相频起补偿作用的滤波器通称为均衡器。均衡器按照结构可以分为两大类：线性和非线性均衡器。这些种类是由自适应均衡器的输出接下来如何控制均衡器来划分的。判决器的输出序列有没有用在反馈路径中来调整均衡器的输出是其划分的主要依据。如果判决器的输出用来调整均衡器的输出那么均衡器就是非线性的，否则认为是线性的。滤波器有多种结构，每种结构中又可以应用多种算法，所以均衡器根据不同的分类标准也会有许多种。其具体分类如图下所示。[7]
对于实际的无线信道来说，由于多普勒偏移和振荡器的不稳定性，通信机的收发载波可能发生较大的偏移，导致信号的相位发生迅速的变化，使得解调性能发生严重的劣化。传统的接收机采用频率跟踪环路调整本地载波频率，例如科斯塔斯环等技术完成相干载波的产生及跟踪[8]。对于一些频率选择性信道来说，上述的传统载波恢复方式不再是最佳的选择，文献[9]设计了一种非线性频偏估计算法，从数学上证明了该方法的有效性，其对抗平衰落和频率选择性衰落信道都有较好的结果。而文献[10]使用了卡尔曼滤波算法构造频偏估计器，对存在较大偏差的移动通信信道中存在的载波偏移达到了较好的性能，且复杂度较低。
进过一代一代人的努力，人类对频谱的利用程度已经得到了巨大的改善，在复杂不理想信道中传输数据的能力也已经有了天翻地覆的改变。这一切都激励着我们站在前辈的努力上继续努力，继续前进。对于我们来讲并不仅仅是一种学术上的追求，而是一种对人生目标的设定和努力。
- Liu Y, Zhou G. Key technologies and applications of internet of things[C]. Intelligent Computation Technology and Automation (ICICTA), 2012 Fifth International Conference on. IEEE, 2012: 197-200.
- Goldsmith A. Wireless Communications [M]. Cambridge university press, 2005.
- Haykin S. Communication Systems [M]. John Wiley amp; Sons, 2008.
- 樊昌信．通信原理［M］．北京：国防工业出版社，2001．
- MacKay D J C, Neal R M. Near Shannon limit performance of low density parity check codes[J]. Electronics letters, 1996, 32(18): 1645.
- Chung S Y, Forney Jr G D, Richardson T J, et al. On the design of low-density parity-check codes within 0.0045 dB of the Shannon limit[J]. Communications Letters, IEEE, 2001, 5(2): 58-60.
- 张坤. 短波宽带数据传输中单载波频域均衡技术研究[D]. 西安电子科技大学, 2011.
- 洪振宏. 高码率 QPSK 解调器载波恢复环的算法与实现[D]. 中国科学院研究生院 (空间科学与应用研究中心), 2007.
- Scott K E, Olasz E B. Simultaneous clock phase and frequency offset estimation[J]. Communications, IEEE Transactions on, 1995, 43(7): 2263-2270.
- 郑大春, 项海格. 一种全数字化载波频偏估计器算法[J]. 电子学报, 1999, 27(1): 78-80.
