高速Q(mào)AM相干光接收機(jī)載波恢復(fù)技術(shù)的研究.pdf

1、隨著高清電視、視頻會(huì)議、云存儲(chǔ)等新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)與發(fā)展，人們對(duì)于現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)組成的骨干網(wǎng)絡(luò)提出越來(lái)越高的要求。基于正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制的相干傳輸系統(tǒng)已成為商用單信道100G光通信解決方案，為進(jìn)一步提高頻譜利用率，同時(shí)降低系統(tǒng)對(duì)電域中信號(hào)處理能力的要求，基于多進(jìn)制正交幅度調(diào)制的相干光傳輸系統(tǒng)成為目前研究的熱點(diǎn)，該系統(tǒng)對(duì)相位噪聲的抗干擾能力會(huì)隨著調(diào)制信號(hào)的星座點(diǎn)數(shù)增加而降低。由于載波頻偏，以及激光器相位噪聲的存在，使得接收機(jī)無(wú)法正確

2、恢復(fù)出發(fā)送的數(shù)據(jù)，因此需要對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行載波恢復(fù)處理。
　　 論文首先簡(jiǎn)單介紹了相干檢測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)接收機(jī)信號(hào)處理過(guò)程進(jìn)行了分析，仿真分析了殘余頻偏對(duì)相位噪聲估計(jì)性能的影響，同時(shí)對(duì)相位噪聲形成過(guò)程及其統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行了推導(dǎo)計(jì)算。
　　 常用載波恢復(fù)算法中，頻偏先于相位噪聲進(jìn)行估計(jì)、補(bǔ)償。論文回顧了幾種常用頻偏估計(jì)算法的原理，針對(duì)基于快速傅立葉變換(FFT)的頻偏估計(jì)算法存在運(yùn)算量非常大，工程實(shí)現(xiàn)困難及估計(jì)范圍小的問(wèn)題，

3、提出一種改進(jìn)方案。其主要思想是:利用訓(xùn)練序列剔除一定長(zhǎng)度訓(xùn)練符號(hào)的調(diào)制相位信息，然后對(duì)其取幅角并進(jìn)行FFT變換，得到載波頻偏估計(jì)絕對(duì)值。在保持相對(duì)較高估計(jì)精度下，擴(kuò)大估計(jì)范圍至±0.5Rs（Rs為符號(hào)率），同時(shí)減少了FFT長(zhǎng)度，從而降低系統(tǒng)復(fù)雜度，最后綜合比較了改進(jìn)算法與其他算法的估計(jì)性能。
　　 對(duì)于相位噪聲估計(jì)算法，論文分析了基于QPSK分割的相位噪聲估計(jì)算法與基于Test Phase的相位噪聲估計(jì)算法及其級(jí)聯(lián)式算法原理，并

4、比較了這些算法的性能。在基于QPSK分割的相位噪聲估計(jì)算法基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的級(jí)聯(lián)式相位噪聲估計(jì)方案，使得線寬容忍度增加了64.7％。為進(jìn)一步增大激光器線寬容忍度，依據(jù)差分移相鍵控(DPSK)差分相干解調(diào)原理，提出一種延遲自外差相干測(cè)量激光器相位噪聲方案。其主要思想是:利用延遲自外差原理測(cè)量本振激光器相位噪聲的改變量，利用該改變量獲得相位噪聲估計(jì)值。最后補(bǔ)償相干檢測(cè)后的采樣信號(hào)，并利用四次方算法消除剩余相位噪聲的影響，以較低的誤碼率恢復(fù)