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光通信系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)論文
一、數(shù)字信號(hào)處理算法在相干光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
1光纖模型
對(duì)于一些較為復(fù)雜的矢量信息的調(diào)制，光通信系統(tǒng)當(dāng)中則一般都是用IQ調(diào)制器進(jìn)行；光纖模型是為了將通信相干系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)字信號(hào)進(jìn)行提高，因此必須要具體研究整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)進(jìn)行光纖傳輸?shù)默F(xiàn)象，而該現(xiàn)象則需要從物理以及數(shù)學(xué)的模型當(dāng)中入手，對(duì)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償或均衡技術(shù)進(jìn)行研究過程中將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的作用發(fā)揮出來，使得光信號(hào)變換成為電磁波的形式，具體的解是在麥克斯韋方程組導(dǎo)出的波動(dòng)方程中進(jìn)行的，表達(dá)式是：其中X是信號(hào)偏振方向的單位向量，是初始振幅的傅立葉表示，是常數(shù)，最終將光信號(hào)基態(tài)模式分布成F（x，y）看成是近似高斯函數(shù)。另外在研究接收端過程中，一般都是將光相干接收機(jī)作為主要組成進(jìn)行研究，其能夠?qū)邮諜C(jī)進(jìn)行直接測(cè)探，讓所檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度信息得以增強(qiáng)，同時(shí)還能夠?qū)?qiáng)度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換前對(duì)其進(jìn)行除匹配濾波之外的處理。
2信號(hào)處理
研究相干光通信系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)字信號(hào)的技術(shù)主要是：光纖信道是信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)耐ǖ溃渲兴霈F(xiàn)的不同形式的失真或者損傷就會(huì)在結(jié)合過程中出現(xiàn)線性或者非線性的失真。而線性失真的補(bǔ)償是不存在因果關(guān)系，即無需顧慮其順序問題，不過需要在具體算法當(dāng)中遵循以下原則：分離所需估計(jì)的線性失真為單獨(dú)形式的變量，并補(bǔ)償態(tài)應(yīng)該優(yōu)先估計(jì)，對(duì)于算法較為簡(jiǎn)單的變量，然后再補(bǔ)償隨機(jī)變量，最后才是對(duì)所有變量進(jìn)行完整補(bǔ)償。算法流程：每個(gè)方框所代表的都是相干接收機(jī)內(nèi)的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的子系統(tǒng)，且子系統(tǒng)之間所可能出現(xiàn)的反饋線路的具體圖表也要進(jìn)行表示，在預(yù)處理算法的研究中，它是指在進(jìn)行實(shí)質(zhì)的信道均衡、載波恢復(fù)之前，對(duì)采樣后的信號(hào)進(jìn)行一定程度的預(yù)先處理，為形成數(shù)字信號(hào)處理算法做出充分的準(zhǔn)備。
3信號(hào)補(bǔ)償
使用數(shù)字信號(hào)處理算法之后，相干光通信系統(tǒng)對(duì)信號(hào)補(bǔ)償是在接收端，具體使用過程當(dāng)中則會(huì)根據(jù)情況的不同來使用不同形式的數(shù)字信號(hào)處理子系統(tǒng)。去偏移系統(tǒng)可以針對(duì)偏振之間的采樣時(shí)刻偏移進(jìn)行補(bǔ)償。正交化系統(tǒng)可以補(bǔ)償因調(diào)制器和混頻器缺陷造成的欠正交狀況。歸一化系統(tǒng)能夠?qū)⑿盘?hào)具備單位的能力和幅度，進(jìn)而使得信號(hào)發(fā)生色度色散后可利用靜態(tài)信道的均衡系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。即使出現(xiàn)不當(dāng)采樣而導(dǎo)致誤差出現(xiàn)時(shí)，也能夠使用采樣時(shí)鐘來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)償。即自適應(yīng)的信道均衡系統(tǒng)能夠?qū)τ谄袼霈F(xiàn)的相關(guān)損傷進(jìn)行補(bǔ)償，載波相位回復(fù)系統(tǒng)是估計(jì)載波相位的噪聲，進(jìn)而對(duì)所出現(xiàn)的失真進(jìn)行補(bǔ)償。載波頻率恢復(fù)系統(tǒng)則是對(duì)發(fā)送端和接收端之間載波所出現(xiàn)的頻率偏移進(jìn)行補(bǔ)償和估計(jì)。對(duì)于光線非線性造成的信號(hào)損傷可以借助非線性補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。
4相關(guān)耦合
在應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理算法過程當(dāng)中，先在接收端破和所輸入的光信號(hào)和本振光，進(jìn)而根據(jù)上述的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)子系統(tǒng)來對(duì)所耦合的光信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化、去偏移以及正交化恢復(fù)等處理，然后根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境來選擇具體形式的反饋和補(bǔ)償。即相干光通信系統(tǒng)中有了數(shù)字信號(hào)處理算法的應(yīng)用將會(huì)對(duì)其色散、偏振等造成的信號(hào)失真有了非常有效的補(bǔ)償，進(jìn)而更好的促進(jìn)了相干光通信系統(tǒng)的發(fā)展。
二、小結(jié)
數(shù)字信號(hào)處理算法在相干光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠?qū)⒏鞣N形式損耗帶來補(bǔ)償，進(jìn)而使得相干光通信的質(zhì)量得到質(zhì)的提升。光纖通信技術(shù)不斷發(fā)展，如何將數(shù)字信號(hào)處理算法的復(fù)雜程度降低，進(jìn)而使得補(bǔ)償?shù)姆秶托阅艿玫皆鰪?qiáng)是當(dāng)前該領(lǐng)域研究的主要內(nèi)容。
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