PDM CO-OFDM系统中IQ不平衡和相位噪声抑制算法研究

摘要

偏振复用相干光正交频分复用（PDM CO-OFDM）技术作为通信领域近年来的研究热点，结合了偏振复用、相干检测以及OFDM的长处，具有信道容量大、传输距离长、传输速率快、色散（CD）及偏振模色散（PMD）容忍度高和频谱效率高的优势。但是，器件的非理想性会导致IQ调制以及相干检测时发射端、接收端的同相信号和正交相信号间的相位以及幅度不平衡，收发两端激光器的线宽会引起激光器的相位噪声，以上两种因素均会造成系统性能恶化。本文主要研究了PDM CO-OFDM系统中IQ不平衡以及相位噪声抑制算法，研究内容包括： （1）提出了一种新型导频结构用于抑制发射端IQ不平衡以及相位噪声算法。针对现有文献缺少对PDM CO-OFDM系统发射端IQ不平衡和相位噪声同时进行补偿的问题，本文设计了新的导频结构包含梳状导频以及块状导频，其中梳状导频用于相位噪声估计，块状导频用于IQ不平衡估计。仿真结果表明：当以100Gb/s传输速度传输560km，线宽分别为60kHz和120kHz，相位、幅度不平衡分别为15°以及3dB的条件下，对比方法误码率在10-1到10-2量级而提出方法可实现误码率为1×10-3的有效传输，计算复杂度也降低了约63%。 （2）提出了一种新型导频结构用于抑制接收端IQ不平衡以及相位噪声算法。针对现有文献没有对PDM CO-OFDM系统接收端IQ不平衡以及相位噪声同时进行补偿的问题，本文在考虑相位噪声的基础上重新推导了数学模型，设计了一种新的导频结构并结合GSOP算法使之能够抑制部分残余IQ不平衡，减少信道的估计误差并对相位噪声也做了相应补偿。仿真结果表明：当以100Gb/s传输速度传输480km，线宽100kHz，相位、幅度不平衡为10°以及2dB的条件下，要达到1×10-3的误码率所提方法的光信噪比劣化程度降低了约6dB，相位以及幅度不平衡容忍度分别提高了14°以及3dB。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 PDM CO-OFDM系统

1.2 IQ不平衡问题的研究现状

1.3 相位噪声问题的研究现状

1.4 论文的内容与结构安排

1.5 创新点说明

第二章 PDM CO-OFDM系统原理及数学模型分析

2.1 PDM CO-OFDM系统原理

2.2 发射端相位噪声及IQ不平衡数学模型

2.3 接收端相位噪声及IQ不平衡数学模型

2.4 PDM CO-OFDM仿真平台设计

2.5 本章小结

第三章 发送端IQ不平衡和相位噪声抑制算法研究

3.1 发送端IQ不平衡和相位噪声抑制算法

3.2 仿真实验及结果分析

3.3 本章小结

第四章 接收端IQ不平衡和相位噪声抑制算法研究

4.1 接收端IQ不平衡和相位噪声抑制算法

4.2 仿真实验和结果分析

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢