本文關(guān)鍵詞：高速相干光突發(fā)接收機并行算法的研究和設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 光突發(fā)接收機 相干光接收機 信道均衡 頻偏估計 并行算法

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量激增,對現(xiàn)有骨干網(wǎng)提出了更高的要求,光網(wǎng)絡(luò)向100Gbps系統(tǒng)平滑過渡是高速光通信的發(fā)展趨勢。相比正交頻分復(fù)用,偏振復(fù)用四相移鍵控被認為是主流的調(diào)制方案;另一方面為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的突發(fā)特性,更好的利用波長資源、增加網(wǎng)絡(luò)的靈活性,突發(fā)光網(wǎng)絡(luò)是未來光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。光突發(fā)交換相對于光線路交換極大的提高了資源分配率和資源利用率,又克服了光分組交換在光開關(guān)和光緩存技術(shù)的限制,是目前最適合的光交換方案。突發(fā)接收機工作在突發(fā)網(wǎng)絡(luò)中,它接收的是突發(fā)信號,接收機需要實現(xiàn)快速初始化;同時接收機需要具有很高的處理速度,并且要能夠在硬件上物理實現(xiàn),這也增加了系統(tǒng)的設(shè)計難度,所以接收機的DSP算法是系統(tǒng)設(shè)計的核心。本文的主要工作是研究相干光突發(fā)接收機中的數(shù)字信號處理算法,首先對于高速相干光信號的實時處理面臨的硬件速率瓶頸問題,需要算法能夠具有良好的并行度。本文提出能夠用于112Gbps偏振復(fù)用四相移鍵控系統(tǒng)突發(fā)接收機的并行算法,為了實現(xiàn)快速初始化,本文提出了聯(lián)合頻偏估計的并行LMS算法,使得頻偏估計的理論范圍在s?R/2之間。在數(shù)據(jù)發(fā)送階段,本文提出了通過插入訓(xùn)練符號的方法,解決了算法的穩(wěn)定性。同時對實時實現(xiàn)的考慮,引入了均衡器迭代延遲,并通過仿真研究其對算法的影響。在更長距離的傳輸中,需要的均衡器長度增加,會增加系統(tǒng)設(shè)計開銷,因此本文使用了兩級色散補償結(jié)構(gòu),通過采用一級頻域色散均衡降低系統(tǒng)的整體復(fù)雜度。由于光突發(fā)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)特性,在頻域補償時需要首先進行色散估計,本文簡單介紹了一種改進的色散搜索算法。在頻域均衡部分的研究中,針對頻域補償存在分組間串擾,研究了對信號采用重疊剪切方法,并對殘余色散以及頻偏對設(shè)計造成的影響進行了分析。
【關(guān)鍵詞】：光突發(fā)接收機 相干光接收機 信道均衡 頻偏估計 并行算法
【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】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 縮略詞表12-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 光交換技術(shù)簡介14-15
• 1.3 并行算法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排16-17
• 第二章 PDM-QPSK光傳輸系統(tǒng)17-35
• 2.1 突發(fā)光網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 光纖通信系統(tǒng)18-21
• 2.2.1 傳統(tǒng)光通信系統(tǒng)18-19
• 2.2.2 112Gbps相干光通信系統(tǒng)19-20
• 2.2.3 相干光通信優(yōu)點20-21
• 2.3 系統(tǒng)損耗21-27
• 2.3.1 光纖損耗21
• 2.3.2 色度色散21-23
• 2.3.3 偏振模色散23-25
• 2.3.4 非線性效應(yīng)25
• 2.3.5 激光器相位噪聲25-26
• 2.3.6 頻偏26-27
• 2.4 接收機DSP算法27-34
• 2.4.1 時域CD補償27-29
• 2.4.2 頻域CD補償29
• 2.4.3 PMD補償29-30
• 2.4.4 頻偏估計算法30-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 接收機算法及其并行化35-55
• 3.1 112GBPS相關(guān)光通信系統(tǒng)仿真模型35-37
• 3.2 LMS算法及其并行實現(xiàn)37-40
• 3.2.1 經(jīng)典LMS算法37-38
• 3.2.2 LMS算法的并行化38-39
• 3.2.3 均衡器長度的選擇39-40
• 3.3 頻偏估計算法的并行實現(xiàn)40-49
• 3.3.1 頻偏估計算法的并行化40-42
• 3.3.2 頻偏估計中預(yù)判決的設(shè)計42-44
• 3.3.3 引入頻偏的LMS算法修正44-45
• 3.3.4 并行算法的設(shè)計及系統(tǒng)性能45-49
• 3.4 實時實現(xiàn)中的系統(tǒng)設(shè)計49-54
• 3.4.1 引入計算延遲并行算法49-50
• 3.4.2 計算延遲對系統(tǒng)性能的影響50-52
• 3.4.3 定點仿真52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第四章 接收機頻域均衡設(shè)計55-69
• 4.1 加入頻域色散均衡的系統(tǒng)設(shè)計55-59
• 4.1.1 頻域色散均衡55-56
• 4.1.2 頻域色散搜索算法56-57
• 4.1.3 重疊剪切頻域色散均衡57-59
• 4.2 傳輸距離對頻域均衡的影響59-63
• 4.2.1 完全補償時頻域均衡的性能59-62
• 4.2.2 色散搜索下頻域均衡的性能62-63
• 4.3 頻偏對均色散衡設(shè)計的影響63-66
• 4.4 系統(tǒng)總體性能66-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 全文總結(jié)與展望69-71
• 5.1 全文總結(jié)69
• 5.2 后續(xù)工作展望69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果77-78

【共引文獻】

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本文編號：787930