本文選題：相干光通信 + DSP算法　； 參考：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：數(shù)字相干光通信能夠兼容數(shù)字均衡技術(shù)、高階調(diào)制技術(shù)與先進復(fù)用方式，是實現(xiàn)高靈敏度、高頻譜效率與超長距離傳輸?shù)慕^佳方案�？紤]傳統(tǒng)數(shù)字相干光纖通信系統(tǒng)存在問題，例如接收端昂貴的高質(zhì)量本振光源，相干接收系統(tǒng)成本問題已成為數(shù)字相干光通信系統(tǒng)發(fā)展瓶頸。 本論文在全面闡述數(shù)字相干光通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上，進一步探究了基于模式復(fù)用的非本振零差相干檢測系統(tǒng)方案，以及基于副載波復(fù)用的非本振外差相干檢測系統(tǒng)方案。這兩種技術(shù)都考慮了光纖通信系統(tǒng)的成本與系能的平衡，因而具有實用價值與研究意義。 文章主要研究內(nèi)容包括：在闡述數(shù)字相干光通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上，分析了高階調(diào)制格式的產(chǎn)生與相應(yīng)的數(shù)字信號處理（DSP）算法。接著，本論文探究了基于模分復(fù)用的非本振零差相干通信系統(tǒng)的解析模型。通過112Gbps偏振復(fù)用-正交相移鍵控（PM-QPSK）傳輸系統(tǒng)的仿真結(jié)果驗證該解析模型的精確性。通過仿真可以證實，DC偏置消除算法是減輕QPSK星座圖畸變的必要手段，BER公式的理論值與仿真值的差異小于0.2dB@BER=1e-3，，預(yù)測的最佳信號與導(dǎo)頻功率比與數(shù)值結(jié)果吻合的很好，使用改進的恒模算法（MCMA）的自適應(yīng)均衡是提高系統(tǒng)系能的有效方案。最后，本論文探究了基于副載波復(fù)用的非本振外差相干檢測系統(tǒng)的解析模型。通過112Gbps偏振復(fù)用-16正交幅度調(diào)制（PM-16QAM）傳輸系統(tǒng)的仿真驗證該解析模型的精確性。本方案使用副載波復(fù)用技術(shù)產(chǎn)生三個密集分布的子載波，包含一個導(dǎo)頻與兩個16QAM信號。一個新型的DSP方案被提出來抑制外差檢測帶來的鏡頻干擾（IFI）。通過仿真， BER公式的理論值與仿真值的差異小于0.3dB@BER=1e-3。在驗證解析模型的基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)的探究，包括濾波器參數(shù)，子載波頻率間隔，以及信號與導(dǎo)頻的調(diào)制指數(shù)比，可以進一步優(yōu)化系統(tǒng)系能。
[Abstract]:Digital coherent optical communication can be compatible with digital equalization, high-order modulation and advanced multiplexing. It is an excellent scheme to achieve high sensitivity, high spectral efficiency and ultra-long distance transmission. Considering the problems of traditional digital coherent optical communication systems such as high quality local oscillator light source with expensive receiver the cost of coherent reception system has become the bottleneck of the development of digital coherent optical communication system. Based on the theory of digital coherent optical communication system, this paper further explores the scheme of non-local oscillator homodyne coherent detection system based on mode multiplexing and the scheme of non-local oscillator heterodyne coherent detection system based on subcarrier multiplexing. These two technologies take into account the balance between the cost and the energy of the optical fiber communication system, so they have practical value and research significance. The main contents of this paper are as follows: on the basis of explaining the basic structure and working principle of digital coherent optical communication system, the generation of high-order modulation format and the corresponding digital signal processing (DSP) algorithm are analyzed. Then, the analytical model of non-local oscillator homodyne coherent communication system based on module division multiplexing is explored. The accuracy of the analytical model is verified by the simulation results of 112Gbps polarization multiplexing and orthogonal phase shift keying (PM-QPSK) transmission system. The simulation results show that the bias cancellation algorithm is a necessary means to reduce the distortion of QPSK constellation. The difference between the theoretical value of the BER formula and the simulation value is less than 0.2 dB @ BER-1e-3, and the predicted optimal signal to pilot power ratio is in good agreement with the numerical results. Adaptive equalization using an improved constant modulus algorithm (MCMA) is an effective scheme to improve system performance. Finally, the analytical model of non-local oscillator heterodyne detection system based on sub-carrier multiplexing is explored. The accuracy of the analytical model is verified by the simulation of 112Gbps polarization multiplexing -16 orthogonal amplitude modulation (PM-16QAM) transmission system. The scheme uses subcarrier multiplexing to generate three dense distributed subcarriers, including one pilot and two 16QAM signals. A new DSP scheme has been proposed to suppress the mirror frequency interference caused by heterodyne detection. Through simulation, the difference between the theoretical value of BER formula and the simulation value is less than 0.3dBB @ Bert 1e-3. On the basis of verifying the analytical model, the key system parameters, including filter parameters, subcarrier frequency spacing, and modulation index ratio of signal to pilot, can be further optimized.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.11

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本文編號：1827980