相干光通信中一种增强型LDPC差分迭代译码方法研究
发布时间：2020-10-20 03:19
目前,高清视频、交互式多媒体等宽带数据业务的迅猛发展需要通信系统具有更高的传输质量和传输速率。在光纤通信系统中,相比强度调制/直接检测(Intensity Modulation and Direct Detection,IM/DD)光通信系统,相干光通信系统因其高速率以及高性能的特征,成为高速光传输的研究热点。在相干光通信系统中,将数字信号处理技术应用于光纤的色散及非线性补偿等方面,能够在很大程度上,提高光纤系统的传输质量。此外,偏振复用技术引入到相干检测的系统中,提高了系统的传输容量。在相干光通信系统中,可以通过使用高阶的幅度/相位调制格式来对光信号的幅度与相位进行调制,从而提高系统的频谱效率,实现高速率大容量信号的光纤传输。本文研究的主要工作如下:1.在相干光正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中,研究了一种基于傅立叶变换扩频(Discrete Fourier Transform-spread,DFT-spread)的方案,可抑制光纤信道中的噪声以及非线性影响,降低OFDM信号的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)。通过仿真研究,实现了相干光通信系统100Gbit/s的信号传输。此外,使用高阶正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)格式,使用训练序列(Training Sequence,TS)辅助的信道估计结合符号内频域平均(Intra-Symbol Frequency domain Averaging,ISFA)的方法,来提高信道估计的准确性,从而提高了系统经过光纤传输的误码性能。2.在偏振复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)的单载波相干光系统中,提出了一种增强型低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code,LDPC)的差分迭代译码技术,使用高阶QAM调制格式,可实现400Gbit/s信号速率的传输,并进行了仿真研究。利用LDPC译码器以及差分解码器的外信息进行迭代,以此提高译码器的纠错性能。仿真研究了对应的系统误码率和光信噪比的关系,仿真结果表明,提出的方法可以有效克服相位模糊所导致的性能损耗问题,提高系统误码性能。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.1
【部分图文】：
图 2.1 光相干检测原理图差检测和外差检测是相干检测的两种方式，采用零差检测方式还是主要取决于本振光源频率与发送信号频率是否相同。零差检测是信测后直接被转换为基带信号；外差检测则是经过光电检测后将产生中频信号，再通过第二次调制将其变为基带信号[47]。图 2.2 所示，在光发送机，光载波通过数字信号调制以后形成调制信道中传输后到达光接收机。在光接收机，信号光波与频率为 ωL进行混频，并由光电检测器拍频输出频率为 ωIF=ωS-ωL的中频电ωIF≠0，那么就将该检测称之为外差相干检测方式。如果 ωS=ωL，则频输出频率为 ωIF=0，此时，就将该检测称之为称之为零差相干检测干检测可以直接在接收端得到基带信号。
图 2.1 光相干检测原理图差检测和外差检测是相干检测的两种方式，采用零差检测方式还是外差主要取决于本振光源频率与发送信号频率是否相同。零差检测是信号经测后直接被转换为基带信号；外差检测则是经过光电检测后将产生的信中频信号，再通过第二次调制将其变为基带信号[47]。图 2.2 所示，在光发送机，光载波通过数字信号调制以后形成调制光波信道中传输后到达光接收机。在光接收机，信号光波与频率为 ωL的本进行混频，并由光电检测器拍频输出频率为 ωIF=ωS-ωL的中频电信号IF≠0，那么就将该检测称之为外差相干检测方式。如果 ωS=ωL，则光电频输出频率为 ωIF=0，此时，就将该检测称之为称之为零差相干检测方式干检测可以直接在接收端得到基带信号。
图 2.3 OFDM 系统基本模型在发射机，首先将需要发射的比特数据流按照一般多进制星座图(QPSK，16QAM，64QAM等)的映射生成速率为R的基带符号。其中码元的波形受到一定的限制，符号数据被进行分块处理。之后将进行串行到并行的变换，得到N个子符号数据。然后，对这些相互正交的N个子载波分别进行调制。最终，将N个相互正交的子载波相加之后得到OFDM的发射符号数据。在接收机，接收到的信号被分成N个支路，N个子信号被分别进行混频和积分处理，从而恢复出原来的子符号数据，之后又经过并行到串行的转换与一般QAM符号的解调，进而恢复出发送的比特数据。因为子载波之间具有相互正交的性质，使得混频和积分电路能够非常有效地将各个子信道进行分离。
【参考文献】
本文编号：2848128
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.1
【部分图文】：
图 2.1 光相干检测原理图差检测和外差检测是相干检测的两种方式，采用零差检测方式还是主要取决于本振光源频率与发送信号频率是否相同。零差检测是信测后直接被转换为基带信号；外差检测则是经过光电检测后将产生中频信号，再通过第二次调制将其变为基带信号[47]。图 2.2 所示，在光发送机，光载波通过数字信号调制以后形成调制信道中传输后到达光接收机。在光接收机，信号光波与频率为 ωL进行混频，并由光电检测器拍频输出频率为 ωIF=ωS-ωL的中频电ωIF≠0，那么就将该检测称之为外差相干检测方式。如果 ωS=ωL，则频输出频率为 ωIF=0，此时，就将该检测称之为称之为零差相干检测干检测可以直接在接收端得到基带信号。
图 2.1 光相干检测原理图差检测和外差检测是相干检测的两种方式，采用零差检测方式还是外差主要取决于本振光源频率与发送信号频率是否相同。零差检测是信号经测后直接被转换为基带信号；外差检测则是经过光电检测后将产生的信中频信号，再通过第二次调制将其变为基带信号[47]。图 2.2 所示，在光发送机，光载波通过数字信号调制以后形成调制光波信道中传输后到达光接收机。在光接收机，信号光波与频率为 ωL的本进行混频，并由光电检测器拍频输出频率为 ωIF=ωS-ωL的中频电信号IF≠0，那么就将该检测称之为外差相干检测方式。如果 ωS=ωL，则光电频输出频率为 ωIF=0，此时，就将该检测称之为称之为零差相干检测方式干检测可以直接在接收端得到基带信号。
图 2.3 OFDM 系统基本模型在发射机，首先将需要发射的比特数据流按照一般多进制星座图(QPSK，16QAM，64QAM等)的映射生成速率为R的基带符号。其中码元的波形受到一定的限制，符号数据被进行分块处理。之后将进行串行到并行的变换，得到N个子符号数据。然后，对这些相互正交的N个子载波分别进行调制。最终，将N个相互正交的子载波相加之后得到OFDM的发射符号数据。在接收机，接收到的信号被分成N个支路，N个子信号被分别进行混频和积分处理，从而恢复出原来的子符号数据，之后又经过并行到串行的转换与一般QAM符号的解调，进而恢复出发送的比特数据。因为子载波之间具有相互正交的性质，使得混频和积分电路能够非常有效地将各个子信道进行分离。
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 李炜;金鑫;党倩;汪文晋;廖伟;高冠军;;高速相干光通信中的多符号差分检测技术研究[J];光通信研究;2015年03期
2 李三菊;闫潇;;LDPC码在相干光接收机中性能的研究[J];光通信技术;2014年08期
3 张力;施玉松;姜建;李甲;王营冠;;OFDM系统中改进的16QAM软判决解调算法[J];现代电子技术;2012年03期
本文编号：2848128
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