辅助判决式最大似然式相干接收机的冷启动

摘要

现有的强度调制/直接检测(IM/DD)光纤通信系统将不能满足将来骨干网对大量数据传输的需求。在此背景下，二十多年前曾蓬勃发展的相干光通信技术，再度引起业界关注。光载波相位估计，作为相干光通信系统中的关键技术，一直是研究的热点。其中，辅助判决式最大似然(DAML)光载波相位估计(PE)技术，是一种完全基于线性化的相位估计算法，能够确保高速光信号实时相干检测。DAML相干接收机已成为业界考虑试验的相干接收方式之一。然而，有关这一接收机的启动中可能遇到的问题尚未研究讨论，主要表现在：
　　1、DAML相干接收机在光载波相位估计过程中，需要追踪当前符号之前的若干符号的发送及估计结果信息。在传统启动方案中，已考虑通过在系统启动过程中发送若干已知信息符号予以解决。然而，在具有多个接收机的系统中，各接收机并非是同时开启而接收源自同一发射机的信息。所以，如果按传统启动方案处理即存在基本的缺陷。
　　2、在未来突发模式相干接收机中，当每一突发数据信息块发送时，均需要按原始设计要求插入适当长度的已知信息符号前缀，才能保证DAML相干接收机能工作在突发数据传输系统中。这是不现实的。
　　基于上述情况，本文对DAML相干接收机的启动策略进行了研究。在系统地、深入地分析相干光通信系统中的各类型接收机中的光载波相位估计过程的基础上，提出了DAML相干接收机的冷启动方案，并通过仿真验证了该方案的可行性。之后，结合幂律非线性算法块长度与DAML算法记忆长度对接收机相位估计性能的影响，对该方案进行了进一步优化。最后，考虑到实际系统中，接收机往往先以较低的速率启动，对该方案下接收机降速启动的可行性进行了分析。

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第一章 绪论

1.1相干光通信技术概述

1.2课题研究背景与意义

1.3论文主要内容与篇章结构

第二章 相干接收机

2.1接收机基本结构

2.2载波相位估计信号模型

2.3载波相位估计技术概述

2.4本章小结

第三章 传统PE相干接收机

3.1幂律非线性算法

3.2传统PE相干接收机

3.3本章小结

第四章 DAML相干接收机

4.1 DAML算法

4.2 DAML相干接收机

4.3自适应DAML相干接收机

4.4本章小结

第五章 DAML相干接收机的启动策略

5.1传统启动方案

5.2冷启动方案

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1工作内容总结

6.2后续工作展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢