16-QAM高速相干光接收機(jī)的載波恢復(fù)算法研究.pdf

1、隨著信息時代的來臨，傳統(tǒng)基于強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測的低速光通信系統(tǒng)已無法滿足日益增長的帶寬需求。而基于高階調(diào)制、相干檢測和數(shù)字信號處理技術(shù)的高速相干光通信網(wǎng)絡(luò)具有高速率、高頻譜利用率、低成本等優(yōu)勢，是下一代高速通信網(wǎng)的發(fā)展方向之一。結(jié)合相干檢測和數(shù)字信號處理技術(shù)的數(shù)字相干光接收機(jī)，不僅可以充分保留載波幅度、相位及偏振等信息，還可以在電域中對光纖鏈路損傷及噪聲進(jìn)行很好的恢復(fù)和補(bǔ)償，成為近年來光通信領(lǐng)域的研究熱點。
　　本文主要圍繞基于1

2、6-QAM調(diào)制碼型、相干檢測及數(shù)字信號處理技術(shù)的高速相干光通信系統(tǒng)進(jìn)行研究，重點研究了發(fā)射端激光器與本地振蕩器間引入的頻偏及相位噪聲對系統(tǒng)性能的影響，實現(xiàn)了數(shù)字相干光接收機(jī)對載波頻偏和載波相位的準(zhǔn)確估計及恢復(fù)。主要完成以下工作:
　　(1)研究方型16-QAM光信號的生成方式及原理，采用四電平驅(qū)動IQ調(diào)制器的光信號生成方式搭建112Gb/s16-QAM相干光通信系統(tǒng)仿真平臺，并利用載波頻偏估計算法及載波相位估計算法對接收信號進(jìn)行載

3、波恢復(fù)。
　　(2)研究基于部分星座點和基于訓(xùn)練序列的載波頻偏估計算法。比較分析在112Gb/s16-QAM調(diào)制格式相干光通信系統(tǒng)中，兩種載波頻偏估計算法的估計范圍、估計精度和運算復(fù)雜度，討論了系統(tǒng)殘余頻偏對載波相位估計的影響。
　　(3)研究多種載波相位估計算法。本文對目前性能較好、可適用于16-QAM及其他高階調(diào)制碼型的載波相位估計算法進(jìn)行研究，并從改進(jìn)型Viterbi&Viterbi算法和盲相位搜索(BPS，Blind

4、 Phase Search)級聯(lián)算法對其進(jìn)行分類闡述，比較并分析八種載波相位估計算法在16-QAM相干光通信系統(tǒng)中的線寬容忍度及硬件復(fù)雜度。
　　(4)提出了一種基于BPS的線性逼近(LA，Line Approximation)載波相位估計算法。闡述了LA載波相位估計算法的基本原理和實現(xiàn)流程，通過仿真得到該算法的最佳測試相位點，同時分析了LA載波相位估計算法的誤碼率、線寬容忍度、硬件復(fù)雜度及頻偏容忍度。利用LA載波相位估計算法對1