PDM CO-OFDM系統(tǒng)中IQ不平衡估計算法研究.pdf

1、偏振復(fù)用相干光正交頻分復(fù)用（PDM CO-OFDM）技術(shù)結(jié)合了OFDM技術(shù)頻譜效率高、色散（CD）容忍度高、抗偏振模色散（PMD）能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)和相干檢測技術(shù)接收靈敏度高、傳輸距離長的優(yōu)勢以及偏振復(fù)用技術(shù)加倍傳輸速率和信道容量的特點(diǎn)。然而，在 IQ調(diào)制和相干檢測的過程中，由于器件的非理想特性，引入了發(fā)送端和接收端信號同相和正交相（IQ）之間的幅度和相位的不平衡，使得載波間的正交性受到破壞；在數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于光纖中的CD、PMD以及噪聲

2、等的影響，引入了兩個偏振態(tài)之間的相互干擾。這兩種因素都會導(dǎo)致PDM CO-OFDM系統(tǒng)性能的嚴(yán)重下降。本文主要研究了PDM CO-OFDM系統(tǒng)中信道與IQ不平衡的估計和補(bǔ)償算法。主要內(nèi)容包括：
　　（1）提出了一種新型訓(xùn)練序列結(jié)構(gòu)用于估計信道和發(fā)送端IQ不平衡。對比文獻(xiàn)給出了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并將信道和IQ不平衡看做一個整體，提出了一種訓(xùn)練序列結(jié)構(gòu)，并給出了相應(yīng)的估計和補(bǔ)償算法。由于僅有一半的子載波被使用，使得估計的誤差變大，從而降

3、低了系統(tǒng)的性能。本文依據(jù)模型中 IQ不平衡因子間的關(guān)系，提出了一種新型的訓(xùn)練序列結(jié)構(gòu)，并給出了兩種信道和IQ不平衡的估計算法。一種算法實(shí)現(xiàn)了信道和IQ不平衡的獨(dú)立估計，從而消除了估計誤差的累積；另一種算法降低了訓(xùn)練序列的開銷，從而提高了頻譜利用率。仿真結(jié)果表明：在100Gb/s的系統(tǒng)中經(jīng)過傳輸480km的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的傳輸，當(dāng)IQ幅度不平衡為3dB，相位不平衡為15°時，對比算法的誤碼率在110量級；而提出的兩種算法可實(shí)現(xiàn)誤碼率為311

4、0的有效傳輸。經(jīng)過對比分析，提出的兩種算法的計算復(fù)雜度均降低了將近64％。
　　（2）提出了一種新型訓(xùn)練序列結(jié)構(gòu)用于估計信道和接收端IQ不平衡。對比文獻(xiàn)采用GSOP算法和傳統(tǒng)訓(xùn)練序列實(shí)現(xiàn)IQ不平衡和信道的估計和補(bǔ)償。GSOP算法并不能完全的消除IQ不平衡，使得信道的估計值會受到殘余的IQ不平衡的影響，從而降低系統(tǒng)的性能。本文推導(dǎo)了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并給出了一種新的訓(xùn)練序列結(jié)構(gòu)，使其與GSOP算法結(jié)合時，能夠消除部分殘余 IQ不平衡的