目前,高清視頻、交互式多媒體等寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展需要通信系統(tǒng)具有更高的傳輸質(zhì)量和傳輸速率。在光纖通信系統(tǒng)中,相比強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(Intensity Modulation and Direct Detection,IM/DD)光通信系統(tǒng),相干光通信系統(tǒng)因其高速率以及高性能的特征,成為高速光傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn)。在相干光通信系統(tǒng)中,將數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用于光纖的色散及非線性補(bǔ)償?shù)确矫?能夠在很大程度上,提高光纖系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。此外,偏振復(fù)用技術(shù)引入到相干檢測的系統(tǒng)中,提高了系統(tǒng)的傳輸容量。在相干光通信系統(tǒng)中,可以通過使用高階的幅度/相位調(diào)制格式來對光信號的幅度與相位進(jìn)行調(diào)制,從而提高系統(tǒng)的頻譜效率,實(shí)現(xiàn)高速率大容量信號的光纖傳輸。本文研究的主要工作如下:1.在相干光正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系統(tǒng)中,研究了一種基于傅立葉變換擴(kuò)頻(Discrete Fourier Transform-spread,DFT-spread)的方案,可抑制光纖信道中的噪聲以及非線性影響,降低OFDM信號的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)。通過仿真研究,實(shí)現(xiàn)了相干光通信系統(tǒng)100Gbit/s的信號傳輸。此外,使用高階正交振幅調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)格式,使用訓(xùn)練序列(Training Sequence,TS)輔助的信道估計結(jié)合符號內(nèi)頻域平均(Intra-Symbol Frequency domain Averaging,ISFA)的方法,來提高信道估計的準(zhǔn)確性,從而提高了系統(tǒng)經(jīng)過光纖傳輸?shù)恼`碼性能。2.在偏振復(fù)用(Polarization Division Multiplexing,PDM)的單載波相干光系統(tǒng)中,提出了一種增強(qiáng)型低密度奇偶校驗(yàn)碼(Low Density Parity Check Code,LDPC)的差分迭代譯碼技術(shù),使用高階QAM調(diào)制格式,可實(shí)現(xiàn)400Gbit/s信號速率的傳輸,并進(jìn)行了仿真研究。利用LDPC譯碼器以及差分解碼器的外信息進(jìn)行迭代,以此提高譯碼器的糾錯性能。仿真研究了對應(yīng)的系統(tǒng)誤碼率和光信噪比的關(guān)系,仿真結(jié)果表明,提出的方法可以有效克服相位模糊所導(dǎo)致的性能損耗問題,提高系統(tǒng)誤碼性能。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

圖 2.1 光相干檢測原理圖差檢測和外差檢測是相干檢測的兩種方式，采用零差檢測方式還是主要取決于本振光源頻率與發(fā)送信號頻率是否相同。零差檢測是信測后直接被轉(zhuǎn)換為基帶信號；外差檢測則是經(jīng)過光電檢測后將產(chǎn)生中頻信號，再通過第二次調(diào)制將其變?yōu)榛鶐盘朳47]。圖 2.2 所示，在光發(fā)送機(jī)，光載波通過數(shù)字信號調(diào)制以后形成調(diào)制信道中傳輸后到達(dá)光接收機(jī)。在光接收機(jī)，信號光波與頻率為 ωL進(jìn)行混頻，并由光電檢測器拍頻輸出頻率為 ωIF=ωS-ωL的中頻電ωIF≠0，那么就將該檢測稱之為外差相干檢測方式。如果 ωS=ωL，則頻輸出頻率為 ωIF=0，此時，就將該檢測稱之為稱之為零差相干檢測干檢測可以直接在接收端得到基帶信號。

圖 2.1 光相干檢測原理圖差檢測和外差檢測是相干檢測的兩種方式，采用零差檢測方式還是外差主要取決于本振光源頻率與發(fā)送信號頻率是否相同。零差檢測是信號經(jīng)測后直接被轉(zhuǎn)換為基帶信號；外差檢測則是經(jīng)過光電檢測后將產(chǎn)生的信中頻信號，再通過第二次調(diào)制將其變?yōu)榛鶐盘朳47]。圖 2.2 所示，在光發(fā)送機(jī)，光載波通過數(shù)字信號調(diào)制以后形成調(diào)制光波信道中傳輸后到達(dá)光接收機(jī)。在光接收機(jī)，信號光波與頻率為 ωL的本進(jìn)行混頻，并由光電檢測器拍頻輸出頻率為 ωIF=ωS-ωL的中頻電信號IF≠0，那么就將該檢測稱之為外差相干檢測方式。如果 ωS=ωL，則光電頻輸出頻率為 ωIF=0，此時，就將該檢測稱之為稱之為零差相干檢測方式干檢測可以直接在接收端得到基帶信號。

圖 2.3 OFDM 系統(tǒng)基本模型在發(fā)射機(jī)，首先將需要發(fā)射的比特數(shù)據(jù)流按照一般多進(jìn)制星座圖(QPSK，16QAM，64QAM等)的映射生成速率為R的基帶符號。其中碼元的波形受到一定的限制，符號數(shù)據(jù)被進(jìn)行分塊處理。之后將進(jìn)行串行到并行的變換，得到N個子符號數(shù)據(jù)。然后，對這些相互正交的N個子載波分別進(jìn)行調(diào)制。最終，將N個相互正交的子載波相加之后得到OFDM的發(fā)射符號數(shù)據(jù)。在接收機(jī)，接收到的信號被分成N個支路，N個子信號被分別進(jìn)行混頻和積分處理，從而恢復(fù)出原來的子符號數(shù)據(jù)，之后又經(jīng)過并行到串行的轉(zhuǎn)換與一般QAM符號的解調(diào)，進(jìn)而恢復(fù)出發(fā)送的比特數(shù)據(jù)。因?yàn)樽虞d波之間具有相互正交的性質(zhì)，使得混頻和積分電路能夠非常有效地將各個子信道進(jìn)行分離。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 李煒;金鑫;黨倩;汪文晉;廖偉;高冠軍;;高速相干光通信中的多符號差分檢測技術(shù)研究[J];光通信研究;2015年03期

2 李三菊;閆瀟;;LDPC碼在相干光接收機(jī)中性能的研究[J];光通信技術(shù);2014年08期

3 張力;施玉松;姜建;李甲;王營冠;;OFDM系統(tǒng)中改進(jìn)的16QAM軟判決解調(diào)算法[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2012年03期

本文編號：2848128