基于無跡卡爾曼濾波的CO-OFDM系統(tǒng)相位噪聲補償算法
本文選題:光通信 + 相干光正交頻分復(fù)用; 參考:《中國激光》2017年11期
【摘要】:基于高階正交幅度調(diào)制(QAM)和大線寬相干光正交頻分復(fù)用(CO-OFDM)系統(tǒng),提出了一種在時域進行無跡卡爾曼濾波(UKF)的相位噪聲補償算法。該算法在接收端基于訓練符號頻域卡爾曼濾波實現(xiàn)信道均衡,用較小的頻域?qū)ьl數(shù)據(jù)開銷進行頻域擴展卡爾曼濾波,先補償公共相位誤差(CPE)噪聲,然后將CPE噪聲補償之后的數(shù)據(jù)在時域進行載波間干擾(ICI)相位噪聲粗補償。對相位噪聲粗補償后的頻域數(shù)據(jù)進行預(yù)判決,結(jié)合接收端原始時域數(shù)據(jù),在時域?qū)ε袥Q后的數(shù)據(jù)進行UKF以實現(xiàn)ICI相位噪聲的精細補償。對精細補償之后的頻域數(shù)據(jù)再進行相位噪聲粗補償并進行迭代運算,極大地提高了相位噪聲的補償效果。對50Gbit·s-1的CO-OFDM系統(tǒng)進行了傳輸距離為100km的仿真,與其他算法相比,所提算法的頻譜利用率極高,且具有較好的補償效果。對激光器線寬為700kHz且調(diào)制方式為32QAM的傳輸信號進行二次迭代后,所提相位噪聲補償算法的誤碼率性能仍可達到前向糾錯上限。所提算法促進了大線寬CO-OFDM系統(tǒng)在長距離接入網(wǎng)和城域網(wǎng)中的應(yīng)用。
[Abstract]:Based on high order quadrature amplitude modulation (QAM) and large linewidth coherent optical orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system, a phase noise compensation algorithm for unscented Kalman filter (UKF) in time domain is proposed. The algorithm realizes channel equalization based on training symbol frequency domain Kalman filter at the receiving end. It uses small frequency domain pilot data overhead to carry out frequency domain extended Kalman filter, and first compensates the common phase error (CPE) noise. Then the data after CPE noise compensation is used to compensate the ICI phase noise in time domain. The frequency domain data after rough compensation of phase noise are pre-determined, combined with the original time domain data of the receiver, and UKF is carried out in the time domain to realize the fine compensation of the phase noise of ICI. The phase noise compensation is performed on the frequency domain data after fine compensation and iterative operation is carried out, which greatly improves the compensation effect of phase noise. The transmission distance of 50Gbit s ~ (-1) CO-OFDM system is simulated with 100km. Compared with other algorithms, the proposed algorithm has high spectral efficiency and good compensation effect. After the second iteration of the transmitted signal with 700kHz linewidth and 32QAM modulation, the BER performance of the proposed phase noise compensation algorithm is still up to the upper limit of forward error correction. The proposed algorithm promotes the application of large linewidth CO-OFDM systems in long distance access networks and metropolitan area networks.
【作者單位】: 浙江工業(yè)大學信息工程學院;浙江工業(yè)大學健行學院;上海交通大學區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點實驗室;
【基金】:國家自然科學基金(60907032,61675184,61675183) 浙江省自然科學基金(LY16F050009) 上海交通大學區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點實驗室開放基金(2016GZKF0JT004)
【分類號】:TN929.1
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,本文編號:1992802
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