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沃爾泰拉濾波器在光強度調(diào)制和直接檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

發(fā)布時間:2020-08-03 08:03
【摘要】:在寬帶業(yè)務(wù)快速發(fā)展的推動下,光短距離互聯(lián)系統(tǒng)的帶寬需求比骨干網(wǎng)流量增長的更快。盡管結(jié)合先進的調(diào)制方式和數(shù)字信號處理技術(shù),相干檢測在骨干傳輸系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而,短距互聯(lián)系統(tǒng)對成本和功耗問題十分敏感,強度調(diào)制和直接檢測(IM/DD)系統(tǒng)更適合短距互聯(lián)。但是,低成本的IM/DD系統(tǒng)在傳輸中容易受到如直調(diào)激光器啁啾,光纖色散(CD)、光電器件帶寬受限和光纖非線性的影響;谏鲜鰡栴},非線性補償問題必將成為光學(xué)短距離系統(tǒng)研究的熱點。在深入了解自適應(yīng)均衡的關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,我們在實驗中利用沃爾泰拉(Volterra)濾波器補償在正交頻分復(fù)用(OFDM)和脈沖幅度調(diào)制(PAM)系統(tǒng)中的非線性失真。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)本文闡述了基于最小均方(LMS)和遞歸最小二乘(RLS)的Volterra自適應(yīng)算法原理,并通過實驗數(shù)據(jù)對兩種自適應(yīng)算法進行對比分析。然后介紹了正OFDM和PAM-4兩種高階調(diào)制格式和各自的一些優(yōu)缺點。(2)通過實驗中平臺搭建了IM/DD OFDM實驗系統(tǒng),首先使用Volterra均衡器補償非線性并分析對信噪比和誤碼率的影響,然后在此基礎(chǔ)上結(jié)合Bitloding算法和Volterra算法提升系統(tǒng)的傳輸容量。實驗系統(tǒng)中,最后實現(xiàn)了36 Gbps的OFDM信號傳輸50 km光纖的實驗,系統(tǒng)傳輸容量提升了22%。(3)通過實驗中平臺搭建了IM/DD PAM-4實驗系統(tǒng),首先對PAM-4系統(tǒng)中傳統(tǒng)的前饋均衡器(FFE)和Volterra算法進行對比,并根據(jù)PAM-4系統(tǒng)的特點對算法作出改進。討論了Volterra濾波器不同階記憶長度對系統(tǒng)性能的影響,確定了主要干擾來自線性項和二次項。針對PAM-4系統(tǒng)中Volterra均衡器復(fù)雜度較高的問題引入了一種截斷算法,在保證系統(tǒng)傳輸性能的基礎(chǔ)上極大的降低了算法的復(fù)雜度。
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TN713;TN929.1
【圖文】:

全球互聯(lián)網(wǎng),流量,緒論,網(wǎng)絡(luò)帶寬


第一章 緒論第一章 緒論移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進步,電子商務(wù)、虛擬化、發(fā)展的同時也推動了網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的不斷的增長進一步推動了網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的持續(xù)增長,功能更帶寬是承載業(yè)務(wù)增長的物理基礎(chǔ)。伴隨著移動互于帶寬和速率成了系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。隨著光通信互聯(lián)比傳統(tǒng)的電互聯(lián)更具優(yōu)勢,勢必會取代傳統(tǒng)

Volterra濾波器,二階,自適應(yīng),記憶長度


第二章 基于 Volterra 級數(shù)的自適應(yīng)信道估計于記憶長度為 N 的 Volterra 濾波器,其一階線性濾波器長度為 N,二階濾為 N(N+1)/2,三階濾波器長度為 N(N+1)(N+2)/6。由此可見,Volterra 濾波隨著記憶長度的增加也迅速增加,即使 Volterra 濾波器的高階項記憶長度,Volterra 級數(shù)的表示方法任然十分復(fù)雜。

曲線,RLS算法,LMS算法,迭代算法


電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文過實驗數(shù)據(jù)對比可以明顯看到 LMS 和 RLS 兩種迭代算法的區(qū)別。LMS 算法迭代后的均方誤差超過了 10dB,而 RLS 自適應(yīng)迭代算法均方誤差經(jīng)過迭代很快就低于0dB。此外,對比兩種迭代算法的收斂曲線,經(jīng)過 4000 次 LMS 算法迭代后的 Volterra系數(shù)還是有一些是不收斂的,而 RLS 算法經(jīng)過簡單的 500 次迭代基本上已經(jīng)全部收斂。因此,通過對比可以明顯的看到 RLS 算法比 LMS 算法更加適合 Volterra 濾波器。

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本文編號:2779341

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