检索结果-南通市图书馆

作者：陈睿南宁师范大学

学位级别：硕士

光纤通信网络作为信息时代连接整个世界的重要纽带,面对日益增长的信息传输需求,光纤通信骨干网络和短距离互联数据中心均面临着接近极限的传输能力问题。而相干光通信传输系统通过器件,传输技术以及算法的发展,极大促进了光纤传输系统... 详细信息

光纤通信网络作为信息时代连接整个世界的重要纽带,面对日益增长的信息传输需求,光纤通信骨干网络和短距离互联数据中心均面临着接近极限的传输能力问题。而相干光通信传输系统通过器件,传输技术以及算法的发展,极大促进了光纤传输系统的容量提升。利用高阶调制码型、相干检测、数字信号处理相结合的相干光通信技术,极大的提高了通信传输频谱利用率,然而伴随着高阶调制阶数的增大,接收星座点之间的欧式距离减小,从而使其对激光器相位噪声忍耐性大幅度下降,造成接收端的星座旋转,引发相位失配。因此,通过改进相干光通信系统中的载波相位估计算法,对光通信传输系统的发展具有重大的意义。本文介绍了相干光通信系统中的各种系统损伤,着重分析了各种载波相位噪声恢复算法,对部分算法进行了改进,本文的主要工作如下:1、提出了一种基于三次样条插值(Cubic Spline Interpolation,CSI)的两级BPS载波相位估计算法,用来解决盲相位搜索(Blind Phase Search,BPS)算法硬件复杂度高的问题。有效减少了测试相位数目,降低了算法实施的计算复杂度。利用Optisystem软件搭建16QAM单载波相干光传输系统,在MATLAB模块中用CSI算法对仿真中的相位噪声进行估计与补偿,验证了CSI算法的恢复性能。仿真实验结果验证了CSI算法在系统中进行相位噪声补偿的可行性。该算法不仅可以有效的对载波相位进行恢复,并且经过系统验证,与BPS算法相比,该算法计算复杂度(乘/加法器)降低了1.61/1.73(16QAM)。2、提出递归CSI算法,采用符号递归的思想改变CSI算法中的长滤波器结构,有效去除了加性噪声的影响,解决CSI算法采用长窗口滤波才能获得接近理论信道互信息带来的问题。利用(Probabilistic Amplitude Shaping,PAS)整形方案搭建了PS-16QAM相干光通信传输系统,分析概率整形相干光通信系统中的载波相位恢复算法。指出了CSI算法在系统传输中的性能缺陷,由此提出递归CSI算法,通过优化递归CSI算法的遗忘因子,使其获得了较好的载波相位恢复性能。PS-16QAM的仿真结果标明,递归CSI算法可以有效降低CSI算法在概率整形相干光通信系统中的载波相位噪声估计误差,在实现相同信道互信息的条件下,可以更有效的减少算法实施的计算复杂度,并且在一定程度上能够实现光信噪比(Optical Signal-to-Noise Ratio,OSNR)增益。研究结果标明递归CSI算法可以代替CSI算法在概率整形相干光通信系统中取得更好的性能,是一种可行的载波相位噪声补偿算法。

关键词：相干光通信载波相位噪声盲相位搜索三次样条插值计算复杂度概率整形

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本振相位噪声引起QPSK信号信噪比降低的分析与仿真

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空间电子技术 2004年第1期1卷 37-41,58页

作者：张爱兵黄普明张辉西安电子科技大学西安710071 西安空间无线电技术研究所西安710000

QPSK调制方式频带利用率高 ,因而在通信系统中被广泛采用。载波相位噪声对QPSK调制解调的影响是不可忽略的 ,也是难以分析的。文章在前人时域分析的基础上 ,侧重于对频域的分析 ,使得分析简单 ,意义明显直观 ,并在此基础上作了仿真 ,分... 详细信息

QPSK调制方式频带利用率高 ,因而在通信系统中被广泛采用。载波相位噪声对QPSK调制解调的影响是不可忽略的 ,也是难以分析的。文章在前人时域分析的基础上 ,侧重于对频域的分析 ,使得分析简单 ,意义明显直观 ,并在此基础上作了仿真 ,分析与仿真结果在一定的误差范围内是正确的。

关键词： QPSK调制通信系统载波相位噪声信噪比仿真时域分析

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一种用于光线性采样的载波相位估计算法（英文）

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光子学报 2016年第8期45卷 55-62页

作者：李飞涛赵卫刘元山中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术实验室西安710119 中国科学院大学北京100039

提出了一种改进的相位盲搜索算法,该算法通过两次寻找二次最小欧拉距离得到载波相位噪声的估计值.为验证该算法,搭建了一套光线性采样仿真系统,对符号率为10 Gbaud/s的16QAM光调制信号的星座图进行了测量,采样源为脉宽为500 fs、周期为1... 详细信息

提出了一种改进的相位盲搜索算法,该算法通过两次寻找二次最小欧拉距离得到载波相位噪声的估计值.为验证该算法,搭建了一套光线性采样仿真系统,对符号率为10 Gbaud/s的16QAM光调制信号的星座图进行了测量,采样源为脉宽为500 fs、周期为10 ns的光频梳.仿真结果表明,当两个激光器线宽和小于10MHz时,经过该算法对相位噪声进行补偿后,10G-Gb/s的16QAM信号的星座图能够清晰展示.

关键词：相干光通信线性采样正交幅度调制数字信号处理载波相位噪声

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光纤通信系统中基于Kalman滤波器的信号损伤均衡的研究

光纤通信系统中基于Kalman滤波器的信号损伤均衡的研究

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作者：李林倩北京邮电大学

学位级别：硕士

光纤通信技术正在以让人震撼的脚步飞速发展。超高速、超大容量和超长距离是光纤通信系统永恒的追求。20世纪80年代,光纤通信系统的速率只有1Gb/s。20世纪90年代,光纤通信系统的传输速率突破10Gb/s。到21世纪初,由于偏分复用(PDM)、高... 详细信息

光纤通信技术正在以让人震撼的脚步飞速发展。超高速、超大容量和超长距离是光纤通信系统永恒的追求。20世纪80年代,光纤通信系统的速率只有1Gb/s。20世纪90年代,光纤通信系统的传输速率突破10Gb/s。到21世纪初,由于偏分复用(PDM)、高阶调制、空分复用等各种增加系统容量技术的提出,以及相干检测和数字信号处理(DSP,Digital Signal Processing)模块的集成化,使得单波长信道速率达到100Gb/s,甚至是400Gb/s。到2010年前后,100Gb/s单载波PDM-QPSK相干光传输系统得到大规模商用,普遍应用于我国的骨干网中。相干检测技术和DSP数字信号处理技术受到越来越广泛的关注。通过将DSP数字信号处理模块集成到接收端的相干接收机中,使得光信号在光纤中传输时经受到的各种损伤可以利用相应的DSP算法在电域来补偿和均衡。因为相干检测技术和DSP算法的优越性,Tb/s和Pb/s系统的商用化也将指日可待。基于DSP数字信号处理模块的偏分复用相干光通信系统是未来超高速率、超大容量、超长距离的光纤通信系统发展的趋势,因此,针对相干光通信系统开展相关的研究是十分必要的。光信号在光纤中传输,不可避免的会受到各种线性和非线性损伤,本文主要针对线性损伤做深入研究,线性损伤主要包括:损耗,色度色散(CD),偏振效应相关损伤,以及载波失配等的影响。针对各种损伤,研究者们已经提出了多种相应的DSP数字信号处理算法,有效地均衡了这些损伤。但是随着光纤通信系统速率的快速提升、信号调制格式的升级,适用于低速率、低调制格式的DSP均衡算法已经越来越不适用于高速光纤通信系统信号损伤均衡的需求。本文围绕偏分复用相干光通信系统中信号的损伤均衡这一主题展开研究,深入研究了光纤通信系统中光信号损伤的物理机制,并给出了各种损伤的数学模型。基于DSP技术,介绍了传统的信号损伤均衡算法,并且提出了基于扩展卡尔曼(EKF,Extended Kalman Filter)滤波算法的信号损伤均衡技术。主要研究工作如下:(1)阐述了光纤通信中信号损伤的物理机制和各种损伤的数学模型,分析了各种信号损伤对光纤通信系统的影响,指出随着系统传输速率的提升,直接检测光纤通信系统已经无法抵抗这些损伤带来的负面效应,相干光通信系统应运而生。随后介绍了相干光通信系统的结构原理,包括发射端和接收端的实现原理。利用Matlab仿真软件搭建了相干光通信系统,通过仿真验证了信号损伤数学模型的正确性。(2)分析了相干光通信系统中针对各种损伤的均衡算法的优缺点。提出基于EKF滤波器的一体化信号损伤均衡算法,可以有效均衡多种信号损伤,包括偏振效应损伤(偏振旋转RSOP、偏振模色散PMD、偏振相关损耗PDL),载波频率偏移(CFO,Carrier Frequency Offset)和载波相位噪声(CPN,Carrier Phase Noise)。分析了其原理,通过仿真验证了其可行性。(3)基于112Gbit/s的Nyquist-PDM-QPSK系统,我们对提出的两阶段级联的EKF算法的性能、收敛速度和复杂度进行了仿真验证,并且和传统的CMA+IMP+BPS算法和CMA+IMP+V-V算法进行了比较。结果表明,新算法对PDL的容忍度达到14dB,相当于传统算法的3倍。新算法对PMD的容忍度达到了 0.5T0,在传统算法的基础上有小幅度的提升。对于RSOP损伤,我们详细分析了文献中提到的三种RSOP数学模型之间的关系,在此基础上给出了三种RSOP损伤模型均适用的均衡算法,新算法对RSOP的容忍度分别达到了1800μrad/symbol,2000μrad/symbol,1200μrad/symbol,相当于传统算法的10倍。最后,新算法对CFO的容忍度达到[-3GHz,3GHz],对线宽符号乘积的容忍度达到1×10-3,和传统算法相比,新算法对CFO的估计误差更低,性能更加稳定。通过比较可以发现,新算法的收敛速度更快,复杂度更低。

关键词：相干光通信系统偏振效应载波频率偏移载波相位噪声 EKF滤波器

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