高速相干光通信中接收模块信号补偿算法的研究

发布时间：2017-06-20 21:15

  本文关键词：高速相干光通信中接收模块信号补偿算法的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网技术的快速发展,数据量呈现几何式增长,人们对于信息的传输速率和传输距离的要求越来越高,传统的幅度调制方式无法满足这些需求,从而促进了相干光通信的发展。相干光通信技术可以在单通道中传输更高速率的信号,结合数字信号处理(DSP)技术可以有效的对系统失真进行补偿,是下一代骨干网中的关键技术,也是近年来的研究热点。着重对相干接收中的频率偏移和载波相位偏移的补偿算法进行研究。首先对整个相干光传输系统进行了仿真,分析了传输过程中的各种损耗给系统带来的影响,得到了色散补偿算法和均衡等技术之后的信号模型。在研究频率偏移补偿算法时,提出了一种基于符号时域分离的频率偏移补偿改进算法。仿真结果表明,在频偏小于2GHz时,该方法的频偏估计误差值接近0.5MHz,优于最大化频谱周期频偏算法。在研究载波相位补偿算法时,提出了一种基于小波变换的载波相位恢复算法,该算法利用小波分解和小波重构的方法,对比了在选取不同小波基下的相位恢复性能。仿真结果表明,基于小波变换的载波相位恢复算法可以有效的恢复发射端的初始相位,利用db8.4小波在信噪比为16dB时,最高可以忍受5MHz的激光器总体线宽,优于传统的四次幂算法。
【关键词】：光通信 相干接收 频偏估计 载波相位恢复 小波变换
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 相干光通信概述8-10
• 1.1.1 相干光通信的研究意义8-9
• 1.1.2 相干光通信系统的优点9-10
• 1.2 相干光通信的国内外研究历史和现状10-13
• 1.2.1 相干光通信的发展历史10-11
• 1.2.2 相干光通信的国内外研究现状11-13
• 1.3 本论文的研究内容13
• 1.4 论文的章节安排13-15
• 第二章 相干光通信理论基础15-28
• 2.1 相干检测技术15-17
• 2.1.1 相干检测原理15-16
• 2.1.2 零差检测和外差检测16-17
• 2.2 相干接收机原理17-21
• 2.3 相干传输中的链路损耗分析21-25
• 2.3.1 光纤损耗及噪声21-22
• 2.3.2 光纤的色度色散22-23
• 2.3.3 偏振模色散23-24
• 2.3.4 非线性效应24-25
• 2.4 色散补偿技术25-27
• 2.4.1 光域色散补偿技术25-26
• 2.4.2 电域色散补偿技术26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 相干光传输系统及频率偏移补偿算法的研究与仿真28-41
• 3.1 基于DQPSK的相干光传输系统模拟仿真与分析28-32
• 3.1.1 DQPSK系统的仿真结构和参数选取28-30
• 3.1.2 色散对系统的影响分析30-32
• 3.2 相干接收信号模型32-33
• 3.3 频率偏移补偿算法的研究33-37
• 3.3.1 频率偏移补偿常用方法33-35
• 3.3.2 基于相邻符号相位差的频率偏移补偿算法的改进35-37
• 3.4 频率偏移补偿算法仿真分析37-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 载波相位补偿算法的研究与仿真41-58
• 4.1 频偏补偿后的信号模型分析41-42
• 4.2 载波相位补偿算法42-45
• 4.2.1 面向判决导向（Decision-directed）估计算法43
• 4.2.2 四次幂算法43-44
• 4.2.3 最大似然数（Maximum Likelihood）载波相位恢复算法44-45
• 4.3 基于小波变换的载波相位补偿算法45-48
• 4.3.1 信号小波变换45-46
• 4.3.2 信号小波分解和重构46-48
• 4.3.3 小波变换的载波相位恢复方法48
• 4.4 载波相位补偿算法仿真结果分析48-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 5.1 总结58-59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-64
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文64-65
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利65-66
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目66-67
• 致谢67

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