相干光通信中頻偏估計數(shù)字信號處理算法研究.pdf

1、由于人們對光通信網(wǎng)絡帶寬的需求快速增長，采用高頻譜利用率的正交幅度(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)調(diào)制格式的相干光通信以及基于數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing, DSP)的相干接收機的研究日益受到關注。結(jié)合DSP技術的相干接收機可以靈活的運用DSP算法對信號傳輸過程中受到的損傷進行補償，相應的DSP算法成為數(shù)字相干接收機的研究熱點，主要的研究方向放在降低DSP算

2、法的運算復雜度以及提高算法的性能指標兩個方面。
　　本文首先介紹了結(jié)合DSP技術的相干光通信的背景以及目前的發(fā)展現(xiàn)狀，然后詳細介紹說明了相干光通信中相干接收的原理以及信號的線性損傷，包括色度色散、偏振模色散、IQ不平衡、頻偏與相位噪聲，并介紹分析了相應的DSP補償算法。本文的重點放在載波恢復中的頻偏估計這一部分，載波恢復包括頻偏估計與相位估計，其中頻偏是由于發(fā)射激光器與本振激光器中心波長存在偏移，相位噪聲來自于激光器的相位隨機走離

3、效應，頻偏與相位噪聲會引起星座圖的旋轉(zhuǎn)，從而極大的影響系統(tǒng)的性能，其補償算法的研究顯得尤為必要。本文深入研究了目前頻偏估計算法的性能，并進行了仿真分析，提出了一種基于快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform, FFT)的低復雜度頻偏估計算法，該方法應用于基于 FFT的兩級頻偏估計算法之中的第二級，相比已有的基于梯度下降(Gradient Descent, GD)和基于調(diào)頻z變換(Chirp-z Transform,