检索结果-南通市图书馆

作者：何倩雯哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着智能手机与电脑端应用程序等呈现爆发性的增长,多阶的正交幅度调制格式(QAM)因频谱利用率高而得到广泛的应用。传统的矩形QAM在很多方面都有诸多不足,如对相位噪声及非线性效应的抵抗性低,无法使用简单高效算法完成对相位噪声的补偿... 详细信息

随着智能手机与电脑端应用程序等呈现爆发性的增长,多阶的正交幅度调制格式(QAM)因频谱利用率高而得到广泛的应用。传统的矩形QAM在很多方面都有诸多不足,如对相位噪声及非线性效应的抵抗性低,无法使用简单高效算法完成对相位噪声的补偿,这些缺点极大的限制了通信容量与传输距离的提高,因此寻求新的对相位噪声与非线性容忍度高的调制格式是非常有必要的。本文通过探讨相位噪声与非线性对调制格式的影响,围绕圆形QAM的星座图设计、载波相位估计算法改进、圆形QAM幅度优化、非线性传输性能的比较进行深入的研究。通过星座图设计算法筛选对信道损伤容忍度高的结构,并针对不同结构对载波相位噪声估计算法改进与幅度优化,探讨相位噪声与非线性传输性能。在星座图设计算法方面,完成了对低阶8QAM与高阶16QAM的星座图结构设计工作。通过星座图设计算法对星座图形态组合进行遍历,筛选出对高斯白噪声容忍度最高的星座图形态,并选取固定的偏转角度模拟小相位噪声与大相位噪声存在的情况,选择对相位噪声容忍度高的星座图结构。在相位噪声估计算法方面,将盲相位搜索与维特比-维特比相位估计(VVPE)算法应用到圆形QAM调制格式中,并根据不同的星座图结构进行相位噪声恢复算法的改进与优化。改进的VVPE算法在提升高斯白噪声估计精度的同时也减少了算法复杂程度,可实现对不同的圆形QAM及矩形QAM的载波相位噪声估计,同时也验证了圆形QAM较矩形QAM相位噪声容忍度更高的优势。在星座图幅度优化方面,以误符号率为标准,通过设定合适的场景对半径进行扫描,以得到更高的高斯白噪声容忍度。本文以激光器常用线宽为例,在高斯白噪声与相位噪声存在的情况下对半径进行扫描,进一步提高系统的误符号率。针对各个星座图结构对非线性传输系统的性能比较,本文搭建了相干光通信系统并对各个调制格式进行光纤传输链路的仿真,分析比较各个调制格式对非线性效应容忍性。通过仿真结果可知,本文介绍的数字信号处理技术可对信号的损伤进行有效的补偿,并且部分圆形QAM的非线性容忍性要高于矩形QAM。本文的结果对于调制信号的设计与优化具有较大的意义,在实际应用场景中,可根据不同的场景对圆形QAM进行设计,不仅对相位噪声的容忍度有所提高,同时也可增加信号传输的距离,为光纤通信系统提供一种更为灵活的设计方案。

关键词：相干光通信系统圆形正交幅度调制相位噪声非线性效应

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相干光正交频分复用系统中射频导频和扩展卡尔曼滤波联合的相位噪声补偿算法

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光学学报 2018年第9期38卷 100-109页

作者：章青青张平卢瑾任宏亮郭淑琴覃亚丽胡卫生浙江工业大学信息工程学院光纤通信与信息工程研究所浙江杭州310023 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

针对大线宽和高阶圆形正交幅度调制(C-QAM)的相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统,提出一种基于射频导频(RF-Pilot)和时域扩展卡尔曼滤波相结合的相位噪声补偿算法。该算法通过在接收端预设的RF-Pilot进行时域相位噪声粗补偿,并进行信道估... 详细信息

针对大线宽和高阶圆形正交幅度调制(C-QAM)的相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统,提出一种基于射频导频(RF-Pilot)和时域扩展卡尔曼滤波相结合的相位噪声补偿算法。该算法通过在接收端预设的RF-Pilot进行时域相位噪声粗补偿,并进行信道估计和均衡。再对信道均衡后的频域数据进行预判决,结合判决后的时域数据和信道均衡后的时域数据,进行扩展卡尔曼滤波,实现相位噪声的最终补偿。基于传输速率为50Gb·s^(-1)和传输距离为100km的CO-OFDM系统在C-16QAM和C-32QAM两种调制格式下进行了算法的仿真验证。仿真结果表明,该算法相较于原RF-Pilot算法,具有较好的相位噪声补偿效果,且频谱利用率并未显著降低,算法复杂度并未显著增加。激光器线宽为2.1MHz,且使用C-32QAM时,该相位噪声算法补偿的误码性能可达到前向纠错上限,从理论上证明使用该算法可提高CO-OFDM系统对激光器线宽的容忍度,线宽较宽的廉价分布式反馈激光器可作为CO-OFDM系统的发射端光源和接收端本地振荡。该算法能扩展大线宽CO-OFDM系统在长距离接入网和城域网中的应用。

关键词：光通信相位噪声射频导频大激光器线宽扩展卡尔曼滤波圆形正交幅度调制

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