【摘要】：為了適應(yīng)迅速發(fā)展的信息時代,相干光通信技術(shù)變得越發(fā)復(fù)雜。隨著可重構(gòu)發(fā)射機(jī)的出現(xiàn),相干接收機(jī)向著自適應(yīng)方向發(fā)展,因此光調(diào)制格式識別技術(shù)的研究得到了廣泛的關(guān)注。目前調(diào)制格式識別中應(yīng)用最廣泛的算法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和k-means等,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于監(jiān)督式學(xué)習(xí)算法,但訓(xùn)練成本高;k-means屬于非監(jiān)督式學(xué)習(xí)算法,無訓(xùn)練成本但必須要提前確定k值。在此前提下,本文引入了非監(jiān)督式學(xué)習(xí)算法中國餐館過程(Chinese Restaurant Process,CRP)和迭代自組織數(shù)據(jù)分析算法(Iterative Self-organizing Data Analysis Techniques Algorithm,ISODATA)進(jìn)行調(diào)制格式識別。兩種算法不僅沒有訓(xùn)練成本,還在k值選取上變得更加靈活。主要研究工作如下:1.闡述了相干光通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及光調(diào)制格式識別一般流程。利用OptiSystem 和 MATLAB 搭建了比特率為 112Gbit/s 的 BPSK、QPSK、8PSK、8QAM和16QAM的相干光通信系統(tǒng)。2.研究了斯托克斯空間表征下基于CRP算法的光調(diào)制格式識別技術(shù)。仿真分析了調(diào)制格式識別率與OSNR、符號數(shù)量、光源線寬、傳輸距離和入纖功率下的關(guān)系,驗證了該調(diào)制格式識別技術(shù)的可行性。3.研究了最小二乘擬合平面表征下基于ISODATA算法的光調(diào)制格式識別技術(shù)。仿真分析了不同調(diào)制格式在不同OSNR、符號數(shù)量、光源線寬、傳輸距離和入纖功率下的識別率,驗證了所提光調(diào)制格式識別技術(shù)的可行性。由于增加了最小二乘擬合平面,整體均比CRP算法識別效果高。4.對比研究了 CRP算法、ISODATA算法和傳統(tǒng)k-means算法的調(diào)制格式識別性能。結(jié)果表明,CRP算法和ISODATA算法的識別效果均優(yōu)于k-means算法;ISODATA算法對PSK信號的識別效果優(yōu)于CRP算法;CRP算法對QAM信號的識別效果優(yōu)于ISODATA算法。
【圖文】：

網(wǎng)絡(luò)游戲、云計算、虛擬現(xiàn)實以及增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)、人工智能等業(yè)務(wù)的大爆炸式發(fā)逡逑展，人們對于信息交流的需求與日俱增，加速推進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)流量的增長。根據(jù)思科逡逑對于全球流量的預(yù)測，如圖１－１所示，可以看出從２０１５年到２０２０年，全球流量將逡逑以２２％的復(fù)合年均增長率增長ｍ。隨著未來５Ｇ的部署以及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，全逡逑球?qū)τ跀?shù)據(jù)流量的需求將達(dá)到指數(shù)級的增長速度。全球的數(shù)據(jù)流量幾乎都通過光逡逑纖進(jìn)行傳輸，為了滿足不同的業(yè)務(wù)需求，進(jìn)一步提升大容量并且高質(zhì)量的光纖通逡逑信系統(tǒng)迫在眉睫［２］。逡逑７逡逑２５０邋－逡逑２00邋＿邋２２％復(fù)合年均增長率邐１９４．５逡逑Ｚ邋１６０．６逡逑１５０邋－邐一＾邋１３２．１逡逑ＦｉｌｌｌＩＩＩ逡逑２０１５邐２０１６邐２０１７邐２０１８邐２０１９邐２０２０逡逑圖１－１邋２０１５－２０２０全球流量預(yù)測逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｇｌｏｂａｌ邋ＩＰ邋ｔｒａｆｆｉｃ邋ｆｏｒｅｃａｓｔ邋ｆｏｒ邋２０１５－２０２０逡逑光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展最早開始于２０世紀(jì)６０年代，，隨著１９６０年激光器的問世，逡逑１９７０年康寧公司依據(jù)高錕提出的設(shè)想制造出了第一根光纖以及１９７０年貝爾實驗室逡逑成功研制出半導(dǎo)體激光器［３］，正式開始了光纖通信領(lǐng)域的研究，從此光纖通信得到逡逑了飛速的發(fā)展。傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)一般采用強(qiáng)度調(diào)制／直接檢測（ＩＭ／ＤＤ）的方式［４］，逡逑雖然在成本以及可靠性方面具有明顯優(yōu)勢，但這種方式只能采用ＡＳＫ調(diào)制格式ｔ５］，逡逑很大程度上限制了通信系統(tǒng)的傳輸速率，因此在對系統(tǒng)容量和速率要求更高的今逡逑天

統(tǒng)的系統(tǒng)容量，導(dǎo)致相干光通信系統(tǒng)并沒有受到很大的關(guān)注。直到２１世紀(jì)后，隨逡逑著相干檢測接收機(jī)和數(shù)字信號處理（Ｄｉｇｉｔａｌ邋Ｓｉｇｎａｌ邋Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，邋ＤＳＰ）技術(shù)的迅速發(fā)逡逑展，相千光通信系統(tǒng)重新活躍了起來如圖１－２所示，是相干光通信系統(tǒng)圖。相逡逑干光通信系統(tǒng)將光域中信號的損傷轉(zhuǎn)移到電域中進(jìn)行補(bǔ)償，接收機(jī)后端的數(shù)字信逡逑號處理尤為重要。數(shù)字信號處理模塊中主要包括正交恢復(fù)與歸一化、重采樣、色逡逑散補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償、信道均衡、頻偏估計和載波恢復(fù)等子模塊，通過對信號進(jìn)逡逑行補(bǔ)償處理來消除光纖信道以及器件對信號造成的損傷。因此相干光通信系統(tǒng)是逡逑作為大容量、長距離以及高頻譜效率的光纖通信系統(tǒng)的最佳選擇，是目前業(yè)界公逡逑認(rèn)的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。逡逑基帶＾邐Ａ逡逑圖１－２相干光通信系統(tǒng)圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃｏｈｅｒｅｎｔ邋ｏｐｔｉｃａｌ邋ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑復(fù)用技術(shù)在不改變本身通信系統(tǒng)的設(shè)置基礎(chǔ)上，系統(tǒng)傳輸容量和速率均可以提逡逑高一倍。其中，應(yīng)用最廣泛的是偏振復(fù)用技術(shù)如圖１－３所示，偏振復(fù)用技術(shù)主逡逑要利用光信號的偏振特性，將兩個獨立且正交的偏振態(tài)分別作為兩路信道同時進(jìn)逡逑行光信號的傳輸，從而成倍的提高系統(tǒng)傳輸容量和傳輸速率。但在偏振復(fù)用系統(tǒng)逡逑中
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 雷菊陽;;基于中國餐館過程的語音增強(qiáng)[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2013年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 張艷秋;光纖通信系統(tǒng)中調(diào)制格式識別的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

2 榮寧;面向時域混合光信號的偏振解復(fù)用與調(diào)制格式識別技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 李敏良;基于高階調(diào)制格式的相干光通信系統(tǒng)中色散與非線性補(bǔ)償算法的研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

4 錢平;軟件無線電調(diào)制自動識別技術(shù)的研究[D];江南大學(xué);2013年

本文編號：2653946