光源线宽及光信噪比对相位估计型光相干接收机的影响

摘要

下一代骨干光纤通信系统正朝着超高速率、超大容量和超长距离的方向发展，相比于传统的强度调制/直接检测系统，借助于新型码型调制技术以及高速数字信号处理(DSP)技术的高速发展，相干光通信技术已经成为了下一代高速光纤通信系统中最具竞争力的技术之一。相位噪声和加性噪声作为相干光通信系统中的主要影响因素，仿真及研究它们的模型及其数值分析方法是非常有意义的。
　　首先，基于典型的相干光通信系统模型，分析了接收机数字信号处理模块的噪声。针对相干光通信数值仿真中相位噪声和加性噪声的相关性问题，设计了多路非相关高斯白噪声的并行处理方案。改进方案主要是在传统相位噪声和加性噪声的仿真模拟过程中，进行了并行处理。运用了两种并行方案来进行优化改进：分块方案和蛙跳方案。各个噪声序列能够独立地进行非线性的计算处理，有效地降低了相位和加性模拟噪声之间的相关性，仿真结果更加接近于实际系统中的真正噪声。
　　最后，将产生的多路非相关模拟噪声加入相干光接收机进行系统仿真实现，讨论了目前的传统PE及DAML方案的适用范围，测试了系统的接收方案的相应变化，仿真分析了光源线宽及信噪比对相位估计型相干接收机性能的影响。仿真结果验证了该方案的可行性。仿真结果表明，当运用并行处理方案来产生相位噪声和加性噪声时，无论是应用于M次幂载波相位估计技术还是DAML载波相位估计技术，分块方案与蛙跳方案相比于传统产生噪声方案，更加逼近实际系统性能。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1相干光通信系统发展概述

1.2载波相位估计技术的研究背景

1.3本课题研究意义

1.4课题主要内容和篇章结构

第二章 相位估计型的光相干接收机

2.1相干光通信系统模型

2.2数字信号处理模块中的噪声分析

2.3接收机中的载波相位估计技术分析

2.4本章小结

第三章 多路非相关高斯白噪声的并行产生方案设计

3.1高斯白噪声的数值模拟方案

3.2并行处理的数值模拟方案设计

3.3多路非相关高斯白噪声的数值模拟方案

3.4本章小结

第四章 采用并行处理方案设计的相干光接收机

4.1传统PE相干接收机

4.2 DAML相干接收机

4.3采用并行处理方案系统性能的软件实现

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2后续展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢