偏振復(fù)用光OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)與均衡技術(shù)的研究.pdf

1、　　近年來，隨著高速模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)，數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)取得了長足發(fā)展，使相干光檢測技術(shù)不僅能提高接收機(jī)的靈敏度，而且能保持光纖色度色散和偏振模色散對信號影響的線性，因而適合作為長距離光纖通信系統(tǒng)的檢測方案。偏振復(fù)用技術(shù)在不改變光纖鏈路的情況下，增加發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的復(fù)雜度，使得系統(tǒng)傳輸容量翻倍。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)因其抗色散能力以及可降低接收機(jī)對電域均衡速率的要求，在光纖通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。偏振復(fù)用相干檢測與正交頻

2、分復(fù)用相結(jié)合，增加了系統(tǒng)的靈活性，已經(jīng)被業(yè)內(nèi)認(rèn)可為下一代100Gb/s光傳輸技術(shù)的最佳選擇。而在偏振復(fù)用相干檢測光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)(PDM-CO-OFDM)眾多的數(shù)字信號處理技術(shù)中，信道估計(jì)是其中較為重要的一項(xiàng)技術(shù)，是偏振解復(fù)用的重要前提。目前廣泛使用的最小二乘(LS)信道估計(jì)算法雖然復(fù)雜度低，但是抗噪能力較差，需要進(jìn)行改進(jìn)以提高信道估計(jì)的準(zhǔn)確性。
　　本文主要分析了PDM-CO-OFDM系統(tǒng)的原理，研究了光纖信道對信號的損傷和

3、串?dāng)_。介紹了信道估計(jì)相關(guān)技術(shù)，并針對基于LS信道估計(jì)的缺陷提出了一種基于離散導(dǎo)頻的聯(lián)合降噪方案。主要工作內(nèi)容如下：
　　(1) 首先構(gòu)建光 OFDM 系統(tǒng)模型并闡述其原理，之后在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)研究PDM-CO-OFDM 系統(tǒng)及信道模型，并分析了高速傳輸時(shí)群速度色散、偏振模色散、偏振相關(guān)損耗對PDM-CO-OFDM系統(tǒng)信號的損傷和串?dāng)_；
　　(2) 其次對信道估計(jì)技術(shù)進(jìn)行了闡述說明。對幾種常用的信道估計(jì)的估計(jì)準(zhǔn)則及插值算法的

4、性能進(jìn)行了MATLAB仿真，仿真結(jié)果表明LS算法和線性插值算法性能雖然不是最優(yōu)，但其實(shí)現(xiàn)簡單；為了使系統(tǒng)開銷小，頻譜資源利用率達(dá)到最大，本文通過多次仿真實(shí)驗(yàn)選取了一種最優(yōu)的離散導(dǎo)頻圖案；
　　(3) 然后在VPI中搭建了40Gb/s CO-OFDM系統(tǒng)，進(jìn)行了基于優(yōu)化離散導(dǎo)頻的信道估計(jì)，并聯(lián)合MATLAB實(shí)現(xiàn)了不同信道下信道估計(jì)性能的仿真。仿真結(jié)果證明，即使光纖信道快變時(shí)，該方法也能很大程度地減小系統(tǒng)開銷，降低系統(tǒng)的誤碼率；在系

5、統(tǒng)開銷相同的情況下，該方法與常規(guī)的離散導(dǎo)頻、塊狀導(dǎo)頻相比，系統(tǒng)性能分別有大約 0.9dB 和1.8dB的提升；
　　(4) 最后在VPI中搭建了80Gb/s PDM-CO-OFDM系統(tǒng)，針對LS信道估計(jì)技術(shù)的缺陷，在優(yōu)化離散導(dǎo)頻的基礎(chǔ)上提出了基于多小波去噪和符號內(nèi)頻域平均去噪的聯(lián)合降噪方案，并在VPI和MATLAB聯(lián)合仿真中進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果證明，本文所提出的基于多小波去噪和符號內(nèi)頻域平均去噪的聯(lián)合降噪方案，與傳統(tǒng)的 LS 信道