本文關(guān)鍵詞：相干光通信系統(tǒng)的采樣時鐘恢復(fù)與自適應(yīng)信道均衡算法研究

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【摘要】：相干光通信作為能夠?qū)崿F(xiàn)長距離和大容量通信的新一代通信技術(shù),已經(jīng)受到了人們的廣泛關(guān)注。隨著高階調(diào)制格式信號的產(chǎn)生和偏振復(fù)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn),相比于傳統(tǒng)的直接探測方式,相干光通信系統(tǒng)體現(xiàn)出了其高頻譜利用率和大的通信容量的巨大優(yōu)勢。與此同時,高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC, Analog to Digital Converter)的發(fā)展也日趨成熟,相干光通信系統(tǒng)的數(shù)字信號處理算法也得到了廣泛的研究。在接收端,利用數(shù)字信號處理(DSP, Digital Signal Processing)算法,能夠在電域內(nèi)對采樣的數(shù)字信號進(jìn)行色散、光纖非線性效應(yīng)和相位噪聲等干擾的補(bǔ)償,避免使用如色散補(bǔ)償光纖等物理設(shè)備,從而可以降低成本。本文主要總結(jié)了相干光通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理,并且重點(diǎn)研究了數(shù)字信號處理算法模塊的時鐘相位恢復(fù)和自適應(yīng)信道均衡部分。研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)可歸納為：1)本文總結(jié)了相干光通信系統(tǒng),從發(fā)射機(jī)的信號調(diào)制、光纖信道的影響因素到接收端相干探測的實(shí)現(xiàn)原理。發(fā)射端重點(diǎn)分析了調(diào)制器的理論原理,并提出了一種基于單驅(qū)動調(diào)制器的偏振復(fù)用的16QAM (Quadrature Amplitude Modulation)信號的產(chǎn)生方式。2)本文總結(jié)了三種主流的采樣時鐘恢復(fù)算法。從理論公式推導(dǎo)了三種算法的實(shí)現(xiàn)過程,提出和證明了三種算法在數(shù)學(xué)公式上的等效性的結(jié)論。我們研究發(fā)現(xiàn)兩種基于兩倍采樣率的算法在頻域表達(dá)式上是等效的,基于頻域插值得到的四倍采樣率的算法的表達(dá)式與其他兩種算法也是等效的。通過仿真數(shù)據(jù),比較了三種算法的性能表現(xiàn),驗(yàn)證了我們理論。3)在光學(xué)平臺設(shè)計了10G Baud/s QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)信號的相干光通信系統(tǒng),并且通過實(shí)時示波器得到了若干組采樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在PC(Personal Computer)端通過DSP算法在matlab平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行離線處理,進(jìn)一步驗(yàn)證了我們提出的三種算法等效性的結(jié)論。4)本文總結(jié)了經(jīng)典的偏振解復(fù)用的自適應(yīng)信道均衡算法。從理論公式上推導(dǎo)了恒模算法(CMA, Constant Modulus Algorithm)的原理,提出了兩種基于CMA的改進(jìn)的均衡算法。改進(jìn)的MCMA (Modified Constant Modulus Algorithm)算法和級聯(lián)的MCMMA (Modified Cascaded Multi-Modulus Algorithm)算法,能夠同時實(shí)現(xiàn)信道盲均衡和載波相位恢復(fù)。仿真表明,我們提出的改進(jìn)MCMMA算法有更快的收斂速度、更低的穩(wěn)態(tài)誤差和更好的誤碼特性,適合用于高階QAM信號。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1

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本文編號：1178808