100Gb-s PM-QPSK相干光接收機載波頻偏估計和相位恢復算法的研究.pdf

1、通信網(wǎng)絡中高速率業(yè)務的不斷發(fā)展，對現(xiàn)有的城域網(wǎng)絡及省際、國際骨干通信網(wǎng)絡的傳輸帶寬提出了更高、更迫切的要求。從目前主流的10/40Gbps光傳輸技術向100Gb/s演進成為光傳輸技術的發(fā)展趨勢。近年來大量研究表明，相位調制及相干接收是最具前景的100Gb/s光傳輸方式。其中，采用相干接收技術的偏振復用QPSK（PM-QPSK）傳輸系統(tǒng)最被業(yè)界認可。該系統(tǒng)的符號速率比比特率降低4倍，因此有較高的光譜利用率，且收發(fā)機結構相對簡單實現(xiàn)相對容易

2、。此外，信道中的各種損傷，如色散、載波頻偏、相位偏移等導致的信號損傷，都能在接收機中通過電域的數(shù)字信號處理（DSP）來靈活地補償。對調相信號，載波與本振間的頻率和相位偏移會使信號產生較大的相位失真，頻偏估計和相位恢復成為相干接收機中兩個重要的功能模塊。
　　 本文在國家863計劃課題“100Gb/s相干光傳輸關鍵技術研究（2009AA01Z221）”資助下，對上述系統(tǒng)接收機載波頻偏和相位恢復算法展開了深入研究，主要內容如下：

3、r>　　 1.研究了PM-QPSK的系統(tǒng)組成結構，重點研究了接收機DSP各組成模塊的功能，并設計實現(xiàn)了相干接收機后端Matlab仿真平臺。
　　 2.詳細分析了載波頻偏估計算法，設計了算法并行處理實施方案以解決現(xiàn)有硬件處理速率不足夠高的問題，并仿真驗證了方案的可行性。設計了四次方頻偏估計算法的并行結構；提出了基于誤碼性能反饋的BA—PADE（BER-Aided Pre—decision—based Angle Differen

4、tialEstimator）算法，解決了傳統(tǒng)PADE要求初始頻偏設置與真實頻偏接近的問題；提出了基于PADE的并行處理算法—分組 PADE（Grouped—PADE）。所設計方案均通過系統(tǒng)仿真驗證了可行性。
　　 3.詳細分析了載波相位恢復算法，為采用現(xiàn)有FPGA或DSP實現(xiàn)100Gb/s級信號處理，設計了載波相位恢復并行處理方案并仿真驗證了方案的可行性。設計了基于Viterbi—Viterbi的優(yōu)化算法及其并行處理結構，將其同