【摘要】：偏移正交幅度調(diào)制濾波器組多載波調(diào)制(Filter bank Multicarrier/offset quadrature amplitude modulation,FBMC/OQAM)是一種基于良好時(shí)頻對(duì)稱特性濾波器調(diào)制的多載波技術(shù),其具有頻譜利用率高、符號(hào)間干擾及子載波間干擾小的特點(diǎn)。但FBMC相鄰子載波間的正交性僅發(fā)生在實(shí)數(shù)域,系統(tǒng)存在固有虛部干擾(IMI)。IMI疊加相位噪聲和頻偏產(chǎn)生新的串?dāng)_,使原本基于正交頻分復(fù)用的算法難以應(yīng)用,故探索新的方法解決IMI、實(shí)現(xiàn)相位損傷和頻偏補(bǔ)償是FBMC/OQAM系統(tǒng)的主要問(wèn)題。本論文探討了FBMC/OQAM出現(xiàn)IMI的原因,分析了相位噪聲和頻偏的機(jī)理,搭建了CO-FBMC/OQAM仿真系統(tǒng)進(jìn)行相位噪聲和頻偏補(bǔ)償?shù)难芯�。論文研究了基于卡爾曼濾波(Kalman filter,KF)的相位噪聲估計(jì)算法,KF可對(duì)相位噪聲進(jìn)行擬合,在分析基于盲估計(jì)算法的拓展卡爾曼算法(blind extend Kalman filter,B-EKF)對(duì)相位噪聲估計(jì)算法缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了基于導(dǎo)頻的EKF(pilot extend Kalman filter,P-EKF)算法,通過(guò)對(duì)導(dǎo)頻的設(shè)計(jì),使導(dǎo)頻不受到IMI影響,從而確保導(dǎo)頻符號(hào)記錄相位噪聲的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明在同樣的OSNR下,P-EKF可補(bǔ)償?shù)臍w一化線寬為1.344×10~(-2),而B-EKF為4.48×10 ~(3-),M-BPS為2.24×10~(-3)。同時(shí)其對(duì)殘余頻偏的容忍度分別為±3500kHz,±1500kHz,±300kHz。所提算法有效提高了系統(tǒng)的性能。對(duì)基于偽導(dǎo)頻的相位噪聲與頻偏聯(lián)合估計(jì)方法進(jìn)行了研究。針對(duì)現(xiàn)有的SC算法受高斯噪聲影響過(guò)大的問(wèn)題,探索了新的頻偏估計(jì)方法,利用導(dǎo)頻在頻域進(jìn)行頻偏估計(jì),使該方法不受高斯噪聲影響,并且利用偽導(dǎo)頻進(jìn)行相位噪聲的處理,降低了計(jì)算復(fù)雜度,提升了頻譜效率。研究結(jié)果表明,本方法在歸一化線寬為1.28×10~(3-)的情況下,所需的OSNR為17dB,且當(dāng)系統(tǒng)的傳輸速率為20 Gbaud時(shí)可容忍的頻偏為±10GHz。所提算法可以適用于低成本大線寬的激光器,可以促進(jìn)相干系統(tǒng)的低成本化。本論文的研究成果對(duì)于下一代高速大容量長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.1
【圖文】：

作為多載波調(diào)制方案之一，CO-FBMC/OQAM 系統(tǒng)具有較長(zhǎng)的符號(hào)周期，故容易受到相位噪聲的影響。這種噪聲主要來(lái)源于發(fā)射端和接收端非理想激光器的線寬影響及光纖鏈路中的非線性克爾效應(yīng)。對(duì) CO-FBMC/OQAM 系統(tǒng)，相位噪聲會(huì)引起系統(tǒng)性能的惡化，對(duì)相位噪聲的估計(jì)方法主要有盲相位噪聲估計(jì)和基于導(dǎo)頻的相位噪聲估計(jì)。研究新的方法以應(yīng)用于 FBMC/OQAM 系統(tǒng)中進(jìn)行相位噪聲補(bǔ)償，是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。2.1 FBMC/OQAM 基本原理FBMC/OQAM 是多載波調(diào)制技術(shù) (Multi Carrier Modulation, MCM) 的一種。FBMC/OQAM 系統(tǒng)的原理就是將原始信道分為若干子信道，又稱子載波，再利用時(shí)頻特性較好的成型濾波器組經(jīng)過(guò)時(shí)域、頻域的偏移來(lái)保持子載波之間的正交關(guān)系，然后將高速的串行數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子信號(hào)流，將其調(diào)制到不同的子載波上去。該系統(tǒng)的原理框圖如圖號(hào) 2-1：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文該系統(tǒng)只能檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度信息，一切包含相位信息的調(diào)制方式都不能使用，故其僅僅可以采用 ASK 格式，在很大程度上降低了系統(tǒng)的傳輸速度，已經(jīng)不能滿足光通信系統(tǒng)信息量傳輸速率的要求。最近隨著數(shù)字相干接收機(jī)的發(fā)展，使我們可以將多種頻譜效率更高的調(diào)制格式（PSK 和 QAM）應(yīng)用到通信系統(tǒng)中。

實(shí)現(xiàn)諸如定時(shí)恢復(fù)、信號(hào)恢復(fù)、極化和 PMD 跟蹤、色到我們所需要的數(shù)據(jù)。MC/OQAM 系統(tǒng)中的相干檢測(cè)的 CO-FBMC/OQAM 系統(tǒng)是將 FBMC/OQAM 與相干了 FBMC/OQAM 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)與相干光通信系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的產(chǎn)離、大容量的光通信系統(tǒng)中具備強(qiáng)大發(fā)展空間的產(chǎn)M 是在發(fā)送端進(jìn)行 IQ 調(diào)制，將 FBMC/OQAM 信號(hào)的 I 路與 Q 路進(jìn)行信號(hào)的傳輸，然后在接收端，采用相AM 信號(hào)的光通信系統(tǒng)。而且在實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)平臺(tái)搭atlab 進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理算法的仿真，故其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)通信系統(tǒng)中，重點(diǎn)是相干探測(cè)的實(shí)現(xiàn)，故以下我們重 是 CO-FBMC/OQAM 系統(tǒng)中的相干光接收機(jī)結(jié)構(gòu)框圖

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本文編號(hào)：2784346