本文關(guān)鍵詞：偏振復(fù)用—相干光通信系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)處理算法研究

  更多相關(guān)文章： 相干光通信 偏振復(fù)用 斯托克斯空間 正交頻分復(fù)用 電域均衡

【摘要】：本文主要對(duì)偏振復(fù)用-相干光通信的原理和線性損傷補(bǔ)償算法進(jìn)行了描述,同時(shí)也介紹了OFDM這一調(diào)制技術(shù),重點(diǎn)通過理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)相干光通信中的偏振解復(fù)用技術(shù)進(jìn)行了研究。通過理論分析和仿真對(duì)頻率偏移和相位噪聲進(jìn)行了研究。論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1)概述并分析了光纖信道的物理模型,分析并研究了相干光通信的原理和接收機(jī)的組成部分和結(jié)構(gòu),闡述了偏振復(fù)用相干光通信中數(shù)字信號(hào)處理的一般流程和算法。介紹了OFDM的基本理念,并描述了實(shí)現(xiàn)方式。(2)分析并研究了偏振傳輸信道的模型,研究了單載波和OFDM中的偏振解復(fù)用算法。詳細(xì)分析并研究了斯托克斯空間的偏振解復(fù)用算法(SS)。在OFDM調(diào)制時(shí),SS跟蹤時(shí)變的偏振信道性能不佳的背景下,通過引入迭代的SS算法(SS-adp),改善了這一問題。并且證明在引入PDL和時(shí)變偏振信道的情況下,SS-adp依然繼承了SS無奇異性和可以使用PDL補(bǔ)償算法的特性。(3)分別搭建了偏振復(fù)用-相干光通信的仿真平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。逐一在仿真和實(shí)驗(yàn)中,驗(yàn)證了適用于OFDM調(diào)制格式的各項(xiàng)處理算法的正常運(yùn)行,主要是頻偏補(bǔ)償,偏振解復(fù)用,相位噪聲估計(jì)和信道估計(jì)。通過加入時(shí)變的偏振旋轉(zhuǎn),仿真證明了OFDM調(diào)制下,SS-adp算法相比SS在最大時(shí)有6.78dB的提升,應(yīng)用PDL補(bǔ)償后的SS-adp算法相比沒有PDL補(bǔ)償時(shí),平均有2.5dB的提升。通過分析斯托克斯就空間的信號(hào)散布,指出SS算法無力跟蹤快速偏振變化的原因是因?yàn)樾盘?hào)點(diǎn)退化之后無法構(gòu)成一個(gè)平面,從而無法精準(zhǔn)的解除偏振混疊。通過背靠背和50km的光纖傳輸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真的內(nèi)容,應(yīng)用SS-adp對(duì)抗時(shí)變偏振旋轉(zhuǎn)對(duì)比SS算法最大有2.63dB的提升,補(bǔ)償PDL則平均帶來了0.7dB的提升。(4)通過公式推導(dǎo)分析了相位噪聲和頻率偏移對(duì)相干光OFDM造成的損傷與激光器線寬,子載波帶寬,OFDM符號(hào)長度的關(guān)系。引用公式說明了基于PCTW的數(shù)字相干疊加可以通過互反的效應(yīng)來消除相位噪聲造成的ICI,并提出這種技術(shù)同時(shí)可以消除頻偏帶來的ICI。通過仿真說明了在一定的激光器線寬和相對(duì)頻率偏移下,基于PCTW的數(shù)字相干疊加確實(shí)可以消除之前提到的ICI。
【關(guān)鍵詞】：相干光通信 偏振復(fù)用 斯托克斯空間 正交頻分復(fù)用 電域均衡
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.1;TN911.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 縮略詞表12-14
• 第一章 緒論14-19
• 1.1 引言14-15
• 1.2 偏振復(fù)用-相干光通信系統(tǒng)15-17
• 1.3 基于OFDM的偏振復(fù)用-相干光通信系統(tǒng)17
• 1.4 論文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)17-19
• 第二章 偏振復(fù)用-相干光通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論19-32
• 2.1 光纖信道19-23
• 2.1.1 色散20
• 2.1.2 偏振相關(guān)效應(yīng)20-21
• 2.1.3 非線性效應(yīng)21-23
• 2.2 相干光接收的原理和結(jié)構(gòu)23-29
• 2.2.1 相干光接收機(jī)的基本原理23-25
• 2.2.2 外差檢測與零差檢測25-26
• 2.2.3 相位分集接收26-27
• 2.2.4 偏振分集接收27-28
• 2.2.5 數(shù)字信號(hào)處理模塊28-29
• 2.3 相干光OFDM系統(tǒng)29-31
• 2.3.1 OFDM的基本理念29-30
• 2.3.2 OFDM的離散傅里葉變換實(shí)現(xiàn)30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 偏振解復(fù)用技術(shù)的研究32-46
• 3.1 偏振解復(fù)用算法的基本模型33
• 3.2 恒模算法CMA33-35
• 3.3 基于頻域平均的OFDM的訓(xùn)練符號(hào)偏振解復(fù)用算法35-36
• 3.4 基于斯托克斯空間中擬合面的偏振解復(fù)用算法36-40
• 3.4.1 SS偏振解復(fù)用算法原理36-39
• 3.4.2 SS偏振解復(fù)用算法實(shí)現(xiàn)形式和性能討論39-40
• 3.5 迭代形式的斯托克斯空間偏振解復(fù)用算法40-45
• 3.5.1 引入時(shí)變和PDL的偏振傳輸信道模型40-41
• 3.5.2 迭代SS偏振解復(fù)用算法的原理41-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 相干OFDM系統(tǒng)中偏振解復(fù)用算法的仿真與實(shí)驗(yàn)46-62
• 4.1 偏振復(fù)用-相干光OFDM仿真平臺(tái)介紹46-48
• 4.2 仿真結(jié)果和分析48-56
• 4.2.1 數(shù)字信號(hào)處理流程驗(yàn)證48
• 4.2.2 SS-adp算法的仿真結(jié)果與分析48-56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與結(jié)果56-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 第五章 相干光通信中的相位噪聲與頻率偏移補(bǔ)償算法的研究62-69
• 5.1 相位噪聲和頻偏的數(shù)學(xué)模型62-63
• 5.2 基于導(dǎo)頻的相位噪聲補(bǔ)償算法63-65
• 5.3 基于前導(dǎo)符號(hào)的頻偏補(bǔ)償算法65
• 5.4 基于PCTW的數(shù)字相干疊加算法65-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 全文總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文總結(jié)69-70
• 6.2 后續(xù)工作的展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果76

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本文編號(hào)：893785