100Gbps PM-QPSK相干光接收机的相位恢复算法研究

"100G b/s 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，探讨基于预判决的相位恢复算法原理" 在高速光通信领域，尤其是100G b/s的传输系统中，PM-QPSK（偏振复用四相相移键控）是一种广泛采用的调制方式，因其高光谱效率和易于实现的收发架构而备受青睐。然而，这种系统中存在诸多信号损伤，如色散、载波频偏和相位偏移，这些都需要在接收端通过数字信号处理（DSP）进行补偿。 载波频偏估计和相位恢复是相干接收机的关键部分，因为它们直接影响着信号质量。相位恢复算法旨在去除由激光器线宽引起的相位噪声和加性高斯白噪声，确保数据的准确解调。基于预判决的相位恢复算法不同于V-V算法，后者依赖于符号的四次方运算来消除信息相位影响，而预判决方法则是根据先前符号的相偏估计来预处理当前符号，以此去除调制相位并估算相偏。 算法的工作流程如下：首先，输入符号的幅值不考虑，符号表示为e^(j(Sd + θ + jo))，其中Sd是调制相位信息，θ是激光器线宽造成的相位噪声，jo是其他随机噪声。为了减少高斯噪声的影响，算法会取连续N个符号作为一组，进行平均处理，这一组符号称为“平均符号块”。每个新输入的符号先计算其相位主值，然后减去该符号所在块上一个块的平均相偏估计，得到的结果用于进一步的相位校正。 在实际应用中，100G b/s PM-QPSK相干光接收机的性能很大程度上取决于这些算法的精确性和效率。由于光通信系统中信号的复杂性，算法设计必须兼顾计算复杂度和恢复精度，以适应实时处理的需求。此外，考虑到科研诚信，论文作者还声明了其研究成果的原创性，并授权北京邮电大学保留和使用学位论文的相关权利，表明了学术界对于知识产权的尊重。 总结来说，该文深入研究了100G b/s光通信系统中基于预判决的相位恢复算法，这是实现高效相干接收机的重要技术之一，对于提升高速光通信系统的稳定性和可靠性具有重要意义。