112Gb/s PM-DQPSK系统中PADE频偏估计算法研究

"112Gb/s PM.DQPSK传输系统, OSNR=16.5dB, CD=100ps/nm, PMD=100ps, 发射和本地振荡器线宽=1MHz, 频偏范围=【-Rs/2，+Rs/2]" 在高维数据挖掘中，特征选择是优化模型性能的关键步骤，而针对较大频偏的仿真则是通信系统中的重要考量。本文主要讨论了一种在112Gb/s PM.DQPSK传输系统中的频偏估计算法，特别是在实际频偏较大的情况下其性能表现。该系统具有OSNR（光信噪比）为16.5dB，色散系数CD为100ps/nm，偏振模色散PMD为100ps，并且发射端和本地振荡器的线宽均为1MHz。 PADE（Phase-aided Decision-directed Estimation）是一种常用的频偏估计算法，其理论上可处理的频偏范围为【_Rs／2，+Rs／2]，其中Rs是系统的QPSK符号速率。为了评估PADE在实际大频偏条件下的性能，进行了仿真。仿真数据源自VPI 7.0，模拟了频偏从0到14GHz的情况。结果显示，当频偏不超过9GHz时，PADE能够准确估计频偏；然而，当频偏超过9GHz时，算法可能出现误差，表明其实际可用的估偏范围小于理论值，但依然足够应对当前激光器可能导致的频偏。 在算法实施过程中，PADE的一个关键问题在于初始化方案。算法依赖前一个符号的频偏估计来预判决当前符号的频偏，这需要一个初始值。通常，由于不知道本地振荡器在开始时的真实频偏，初始值设为0。研究发现，为了确保频偏估计的正确收敛和跟踪，初始的频偏差值△(ν)必须在(-Rs／8，+Rs／8)范围内。这表明初始化值的选择对算法的性能有着显著影响。 文章还提到了针对100Gbps PM.QPSK相干光接收机的载波频偏估计和相位恢复算法的研究背景，随着高速率业务的发展，100Gbps光传输技术逐渐成为主流。相位调制和相干接收因其光谱效率高、实现相对简单而在100Gbps系统中受到青睐。在这些系统中，载波频偏和相位恢复是至关重要的，因为它们直接影响信号的质量和接收机的性能。 本研究不仅探讨了PADE算法在大频偏条件下的行为，还强调了初始化方案设计对算法性能的影响，这对于优化100Gbps及以上速率的相干光接收机的性能至关重要。同时，这也为未来的高速光通信系统中频偏管理和相位恢复算法的设计提供了理论依据和实验参考。