双偏振并行载波相位恢复：线型卡尔曼滤波器新算法

"该文提出了一种基于线型卡尔曼滤波器的双偏振并行载波相位恢复算法，适用于偏振复用16阶正交幅度调制（PDM-16QAM）传输系统。此算法旨在降低计算复杂度，提升线宽容忍度，以改善高速数据传输中的相位噪声估计。通过利用两个偏振态的内环和外环符号信息，同时处理两个偏振态的相位噪声，该方法在224 Gb/s的传输速率下，相较于单偏振卡尔曼滤波器算法，线宽容忍度提高了7倍，达到2800 kHz。此外，它还提高了算法的实时性，符号处理能力提升了约4倍，尽管这导致了计算复杂度的轻微增加。文中算法最终在实际的224 Gb/s PDM-16QAM传输实验中得到了验证。" 详细解释： 1. **线型卡尔曼滤波器**：卡尔曼滤波器是一种优化的递归贝叶斯估计器，用于处理随机过程中的状态估计问题，特别适合于带有噪声的动态系统。线型卡尔曼滤波器是其简化版本，假设系统模型和观测模型是线性的，从而降低了计算复杂度。 2. **双偏振并行载波相位恢复**：在光纤通信中，由于相位噪声的存在，接收端需要进行载波相位恢复以准确解调信号。双偏振是指利用两个相互正交的偏振态来传输信息，而并行处理则意味着同时处理这两个偏振态的相位噪声，提高系统的抗干扰能力。 3. **偏振复用16QAM（PDM-16QAM）**：16QAM是正交幅度调制的一种，可以高效地利用频谱资源，传输更多信息。偏振复用则是利用光的两种正交偏振态分别传输独立的数据流，进一步提升系统容量。 4. **线宽容忍度**：这是衡量通信系统在存在频率偏差时仍能正常工作的能力。线宽容忍度的提高意味着系统对频率误差的容忍度更大，能更稳定地传输数据。 5. **算法实时性**：实时性是指算法处理数据的速度能否跟上数据的输入速度。通过并行处理多个符号，该算法提高了实时性，适应高速通信需求。 6. **实验验证**：224 Gb/s的PDM-16QAM传输实验验证了算法的有效性，证明了在实际应用中的性能优势。 这篇研究通过采用线型卡尔曼滤波器设计了一种双偏振并行处理的载波相位恢复算法，该算法在保持良好性能的同时，降低了计算复杂度，增强了系统的稳定性和实时性，尤其适用于高数据速率的光纤通信系统。