基于卡尔曼滤波器的光纤信道估计研究

发布时间：2023-04-29 02:40

　　科技的进步与社会的发展给人们的生活带来了巨大的改变,先进的通讯给大家带来便利的同时也对通信带宽和传输速率的需求也随之上升,对光通信领域的科研者们提出了严峻的挑战。相干光通信技术因为其大带宽、高频谱效率、更高的接收灵敏度等优点以及商业化可能性的上升再度进入科研者们的视线,受到了国内外学者的广泛关注。而卡尔曼滤波器(KF)因为其优越的滤波性能被应用到相干光通信系统中,KF有着快速的收敛速度、估计精度高、应用范围广、计算复杂度低等优点。将KF和相干光通信技术结合起来是光通信领域一个重要的研究方向,是提升相干光接收机的DSP算法的性能一个重要手段。基于相干光通信和KF,在相干传输系统的模型基础上分析了KF的基本原理,并将KF应用到传输信道中的部分损伤效应的补偿算法中。针对OFDM仿真系统,采用扩展的卡尔曼滤波器(EKF)对系统的光纤色散进行监测从而进行补偿,探究了过程噪声协方差Q和测量噪声协方差R对KF估计性能的影响。在QPSK和16QAM仿真系统中验证三种基于KF的载波相位估计(CPE)方法的基础上,作出改进得到自适应级联噪声协方差(ACCM)的算法ACCM-CPE,极大地提升了算法对Q和R...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 光纤通信技术的研究背景与意义
    1.2 相干光通信技术
        1.2.1 相干光通信技术的研究背景和意义
        1.2.2 相干光通信技术的研究现状
    1.3 课题的研究背景与意义
        1.3.1 色散补偿的研究背景与意义
        1.3.2 相位噪声估计的研究背景与意义
        1.3.3 偏振跟踪的研究背景与意义
    1.4 本文的主要内容安排及创新点
第二章 卡尔曼滤波器的数字相干接收原理与设计
    2.1 相干光通信系统的基础理论
        2.1.1 相干光通信技术
        2.1.2 相干光通信中的偏振复用技术
    2.2 卡尔曼滤波器的基础理论
        2.2.1 线性卡尔曼滤波原理
        2.2.2 扩展的卡尔曼滤波原理
        2.2.3 无迹卡尔曼滤波原理
    2.3 本章小结
第三章 基于卡尔曼滤波器的信道损伤估计
    3.1 基于卡尔曼滤波器的色散估计技术
        3.1.1 色散补偿算法的基本原理
        3.1.2 仿真搭建与性能分析
    3.2 基于噪声协方差级联的载波相位恢复技术
        3.2.1 基于卡尔曼滤波器的载波相位恢复算法原理
        3.2.2 仿真系统的搭建与实验装置
        3.2.3 ACCM-CPE算法的性能验证和结果分析
    3.3 基于噪声协方差级联的相位噪声与幅度噪声联合消除技术
        3.3.1 算法的原理
        3.3.2 算法的性能分析
    3.4 本章小结
第四章 基于卡尔曼滤波器的偏振解复用技术
    4.1 基于训练序列的CKF和 MKF偏振跟踪技术
        4.1.1 基于训练序列的MKF算法的基本原理
        4.1.2 基于训练序列的MKF的性能分析
    4.2 基于EMKF和 LMKF的偏振态与载波相位同时跟踪技术
        4.2.1 基于训练序列的EMKF和 ECKF的算法原理
        4.2.2 基于训练序列的LMKF和 LCKF的算法原理
        4.2.3 仿真的搭建与算法的性能分析与验证
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3804997