1、。目前商用的光纤通信系统般采用的是强度调制直接检测结构。这种结构成本低实现简单。所谓强度调制，即在发送端，根据传送信息，利用光调制器控制激光器产生不同的光强变化直接检测，即在接收端，将接收光信号直接通过光电检测器，检测提取光载波包络，从中解调传送信息。这种方式仅利用了光载波的包络携带信息，丢失了信号的相位信息，因而其单路信道带宽很有限。在未来带宽需求不断激增的情形下，传统的强度调制直接检测光纤通信系统必将被更为先进的相干光通信系统所取代。相干光通信，利用了相干调制以及差分检测技术。所谓相干调制，即利用传送信息来改变光载波的幅度相位以及频率等参数，这意味着光信号必须有确定的相位以及频率，即是万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论相干光所谓差分检测，即在接收端，利用束本地振荡激光器产生的激光与接收到的光信号在混频器中进行混频，。

2、阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日期研究生签名导师签名日期万方数据摘要现有的强度调制直接检测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，直是研究的热点。其中，辅助判决式最大似然光载波相位估计技术，是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。相干接收机已成为业界考虑试验的相干接收方式之。然而，有关这接收机的启动中可能遇到的问题尚未研究讨论，主要表现在相干接收机在光载波相位估计过程中，需。

3、曾蓬勃发展的相干光通信技术，再度被寄予厚望。相比于强度调制直接检测系统，相干光通信系统采用新型码型调制技术，利用灵活的信息加载方式，提高了系统的频谱利用率，进而增大了系统单信道传输容量。此外，借助于高速数字信号处理技术，能够在接收端实现链路损耗的电域均衡补偿，进而降低系统成本。随着数字信号处理器运算速度的不断提高，相干光通信技术已经成为了下代高速光纤通信系统中最具竞争力的技术之。.相干光通信技术概述相干光通信系统光纤通信系统中，在发送端，首先通过电发射机将传送信息变为电信号，输入的信号再通过光发射机转换为光信号。然后，使用耦合技术将光信号最大限度地注入至链路中。传输过程中，利用光功率放大器对信号功率损耗进行补偿。在接收端，首先利用光接收机将从链路输出的已发生衰减和畸变的光信号转换成电信号，电接收机对其进行处理后恢复为发送前的电信号。

4、单位代码密级硕士学位论文论文题目辅助判决式最大似然式相干接收机的冷启动翟薇薇陈健教授通信与信息系统光纤数字相干通信技术工学硕士二〇四年二月学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期万方数据.万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借。

5、.第五章相干接收机的启动策略.传统启动方案.传统启动方案原理传统启动方案存在的问题及局限性冷启动方案.冷启动方案原理冷启动方案性能分析冷启动方案优化降速启动的可行性分析.本章小结.万方数据第六章总结与展望.工作内容总结后续工作展望.参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文.附录攻读硕士学位期间参加的科研项目.致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论下代骨干光纤通信系统正朝着超高速率超大容量和超长距离的方向发展。伴随着视频流的日趋增多，以及云计算社会化媒体与移动数据传输的激增，因特网与专线服务的带宽需求正以每年至的速度持续增长。目前已经部署的光纤传输系统，大多采用传统的强度调制直接检测，方式。尽管这种结构简单且容易集成，但其单路信道带宽很有限，远远不能满足未来更高带宽要求下传输大容量数据的需求。在此背景下，二十多年前。

6、得到与信号光的振幅位相以及频率按照相同规律变化的中频信号，从而实现信号解调。典型的相干光通信系统如图.所示。图.典型相干光通信系统相较于强度调制直接检测结构，相干光通信系统的结构要更为复杂些。发送端将传送信息利用光调制器调制到光载波的相位上，然后进入信道传输。由于传输过程中存在损耗，长距离传输过程中需要通过光功率放大器对光信号的功率损失进行补偿，这里放大器增益为。在接收端，分别将接收到的光信号与本地振荡激光器产生的光信号送入混频器进行光学混频。这里接收到的光信号与本地振荡激光器产生的光信号在进入混频器之前都需经过偏振控制器。根据这两路光信号的频率不等或相等，分成外差检测与零差检测相干光通信系统。在外差检测相干光通信系统中，由混频器输出的信号经光电转换后，得到的是中频信号，还需经二次解调操作才能被转换为基带信号。在零差检测相干光通信。

7、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。在未来突发模式相干接收机中，当每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，对该方案进行了进步优化。最后，考虑到实际系统中，接收机往往。

8、起的信号失真进行高效补偿，从而大幅度地提高系统性能。相干光通信技术的发展历程相干光通信的理论开始于年代。相干光通信系统被认为具有灵敏度高的优势，因此各国在相干光传输技术上均做了大量的研究工作。经过十年的研究后，相干光通信进入了实际应用阶段。英美等国先后进行了系列相干光通信试验。及年及公司在美国宾夕法尼亚州的森伯里枢纽站与罗灵克里克地面站之间相继进行了.及.波长的.现场无中继相干通信试验，两站相距公里的情形下接收灵敏度达到了.。年，公司采用调制方式，在日本濑户内陆海的大分尹予与吴站之间实现了.相干通信试验，传输距离达到。然而，世纪年代末，掺铒光纤放大器的出现以及波分复用技术的发展，使得相干接收机在灵敏度的提高的方面的优势不再明显。此外，由于当时些关键技术瓶颈的制约，例如数字信号处理器的速度过低，相干光通信技术的发展停滞了近二十年。然。

9、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。关键词相干光通信，载波相位估计，辅助判决式最大似然式，冷启动万方数据.,.,.,.,万方数据目录第章绪论.相干光通信技术概述.相干光通信系统相干光通信技术的发展历程.课题研究背景与意义论文主要内容与篇章结构.主要内容篇章结构第二章相干接收机.接收机基本结构载波相位估计信号模型载波相位估计技术概述.最大后验概率算法概述面向判决算法概述幂律非线性算法概述.本章小结.第三章传统相干接收机.幂律非线性算法.幂律非线性算法原理针对调制的改进的幂律非线性算法传统相干接收机.传统相干接收机性能分析传统相干接收机性能优化传统相干接收机的局限性.本章小结.第四章相干接收机.算法相干接收机相干接收机性能分析.相干接收机性能优化自适应相干接收机.自适应算法.自适应相干接收机性能分析本章小结。

10、但经滤波后其频带仍然较宽。在相干光通信系统中，接收端探测的是混频器输出的混频光，因此只有在中频频带内的噪声才会造成干扰，其他频段的噪声均能够利用窄带滤波器滤除。并且，相干检测具有很好的波长选择性，能够用于信道间隔小至的光频分复用系统，进而高效利用系统带宽以实现密集波分复用。调制方式灵活，传输速率更高除了传统的强度调制方式，在相干光通信系统中，可使用等多种调制格式。利用这些高阶数据调制方式，能够大幅度地提高系统容量，从而使得以及超的高速光传输成为可能。数字信号处理技术的应用提高了系统性能相干探测作为种全息探测技术，能够检测出全部光场信息，拥有了这些信息就能够利用先进的数字信号处理技术在电域内对接收信号进行重建以及失真补偿。借助于高效的数字信号处理算法，相干接收机能够以极小的代价对由光纤非线性效应色度色散偏振模色散以及载波相位噪声等引。

11、而，传统的光纤通信系统在经过二十年的发展以及普遍应用后，新的征兆开始呈现。随着对通信系统容量需求的日益增大，传统的光纤通信系统将不能满足未来的需求，相干光传输技术的应用再度受到关注。相干光通信的复苏是在年。当年，英国马可尼光学中心万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论的教授利用高速差分正交相移键控在实验室中实现了相干光通信系统，开启了相干光通信发展的新篇章。此后，有关相干光通信技术的研究越来越受到国际学术界的关注，内容涵盖各种新型码型调制技术相干光传输关键技术相干光通信系统中的高速数字信号处理技术以及相干接收机的集成化等。每年，大量高质量的相干光通信技术方面的文章在各类国际会议和期刊上发表。年，德国科研人员在实验室中实现了采用调制的相干传输系统，与以往不同的是，该系统在零差检测相干接收机中增添了数字信号处理模块。目前，这种。

12、系统中，混频器输出的信号经过光电检测器后，直接得到基带信号，无需进行二次解调，但却要求本振光频率与接收光信号频率严格匹配，并要求本振光与接收光信号的相位锁定。基带信号经过高速模拟数字转换芯片，被转换为数字信号。最后由数字信号处理器对数字信号进行处理，包括信号的重建和失真补偿。相比于强度调制直接检测光纤通信系统，相干光通信系统具有如下明显的优势灵敏度高，传输距离长在相干光通信系统中，接收端采用个大功率的本地振荡激光器，能够增加接收信号的光功率，提高了系统信噪比，进而提高了检测灵敏度，比直接检测高，同时大大延长了了光信号的传输距离在波长可延伸至。选择性好，通信质量高相干光通信的另个显著优势是接收机的选择性好。在传统光接收机中，接收波段较大，万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论需要在光电检测器前放置窄带滤波器来抑制噪声的干扰，。

参考资料：

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