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

1、隨著高清電視、視頻會議、云存儲等新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)與發(fā)展，人們對于現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)組成的骨干網(wǎng)絡(luò)提出越來越高的要求?；谡幌嘁奇I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，為進一步提高頻譜利用率，同時降低系統(tǒng)對電域中信號處理能力的要求，基于多進制正交幅度調(diào)制的相干光傳輸系統(tǒng)成為目前研究的熱點，該系統(tǒng)對相位噪聲的抗干擾能力會隨著調(diào)制信號的星座點數(shù)增加而降低。由于載波頻偏，以及激光器相位噪聲的存在，使得接收機無法正確

2、恢復(fù)出發(fā)送的數(shù)據(jù)，因此需要對接收信號進行載波恢復(fù)處理。
　　 論文首先簡單介紹了相干檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，對接收機信號處理過程進行了分析，仿真分析了殘余頻偏對相位噪聲估計性能的影響，同時對相位噪聲形成過程及其統(tǒng)計特性進行了推導(dǎo)計算。
　　 常用載波恢復(fù)算法中，頻偏先于相位噪聲進行估計、補償。論文回顧了幾種常用頻偏估計算法的原理，針對基于快速傅立葉變換(FFT)的頻偏估計算法存在運算量非常大，工程實現(xiàn)困難及估計范圍小的問題，

3、提出一種改進方案。其主要思想是:利用訓(xùn)練序列剔除一定長度訓(xùn)練符號的調(diào)制相位信息，然后對其取幅角并進行FFT變換，得到載波頻偏估計絕對值。在保持相對較高估計精度下，擴大估計范圍至±0.5Rs（Rs為符號率），同時減少了FFT長度，從而降低系統(tǒng)復(fù)雜度，最后綜合比較了改進算法與其他算法的估計性能。
　　 對于相位噪聲估計算法，論文分析了基于QPSK分割的相位噪聲估計算法與基于Test Phase的相位噪聲估計算法及其級聯(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算法基礎(chǔ)上提出一種改進的級聯(lián)式相位噪聲估計方案，使得線寬容忍度增加了64.7％。為進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值。最后補償相干檢測后的采樣信號，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)