基于高维调制的模分复用技术研究

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1、分类号：TN911.7单位代码：10183研究生学号：2013524024密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）基于高维调制的模分复用技术研究StudyOnModeDivisionMultiplexingBasedonHighDimensionalModulation作者姓名：王艳萍类别：工程硕士领域（方向）：电子与通信工程指导教师：胡贵军教授培养单位：通信工程学院2016年6月—————————————————————基于高维调制的模分复用技术研究—————————————————————StudyOnModeDivisionMultiplexingBasedonHighDim

2、ensionalModulation作者姓名：王艳萍领域（方向）：电子与通信工程指导教师：胡贵军教授类别：工程硕士答辩日期：2016年6月5日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经

3、发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期；年Ｓ月０日＾基于高维调制的模分复用技术研究摘要随着全球通信网络数据传输技术的不断发展，一些流媒体业务如高清电视、在线直播、远程教育等将成为人们生活中必不缺少的一部分。此外，云计算、在线游戏（包括云游戏）、视频聊天、社交网络、博客、文件分享等等也开始走进人们的生活。因此，人们对带宽的需求越来越大，而现有的通信系统容量在不久的将来将达到饱和状态。为了避免“带宽耗尽”局面的发生，人们提出了诸如波分复用技术、偏振模复

4、用技术以及正交频分复用技术等多种新型通信技术来提高现有单模光纤系统的通信容量。但由于单模光纤固有的非线性效应与放大器自发辐射噪声的限制，使得系统容量越来越接近香农极限。为此，人们又提出了一种新的扩容技术—模分复用技术。模分复用技术的基本思想是利用少模光纤中彼此正交且独立稳定的不同模式分别作为不同的传输信道，每个信道各自承载信息，成倍地增加了系统的传输容量。与此同时，高维调制技术因为其较高的频谱效率和渐进功率效率进入研究者们的视线。高维调制信号在空间是一个整体，而不再像传统的调制格式那样在两个维度进行优化，比如四维调制是在四维空间进行优化，即两个正交的偏振态和同相正交分量，并且不能够被

5、分解成两个独立的二维信号。本着同时从传输技术和信号发送端调制技术两个方面来提升系统的传输性能和传输容量，本文尝试将模分复用技术和高维调制两者结合，研究了基于高维调制的模分复用通信技术。论文的具体工作如下：首先，介绍了模分复用系统的基本结构，论述了系统结构的组成部分。然后论述了模分复用通信的三个关键技术，分别是少模光纤技术、模分复用/解复用技术以及接收端的信号处理技术。其次，论述了高维调制技术的基本原理。详细介绍了产生高维调制信号的三种方法：时域混合方法、编码方法以及球填充方法，并对高维调制的两个关键技术：星座点选取技术和映射技术做了详细的论述。最后给出高维调制的系统框图，建立了高维调

6、制的仿真系统。再次，利用第三章所提到的星座点选取技术和映射技术来产生系统所需的高维调制信号，根据模分复用系统原理，建立基于高维调制的模分复用系统。然后从信噪比、传输距离以及模式耦合三个方面对高维调制信号和传统QPSK信号进行性能比较分析，验证了基于高维调制的模分复用系统的优势。I最后，对基于高维调制的模分复用系统接收端的信号处理技术做了仿真研究。采用频域补偿的方法对色度色散进行补偿，利用恒模算法补偿了偏振模色散，利用独立成分分析算法对模式耦合带来的损伤进行了补偿，分析了运用独立成分分析算法补偿前后系统的性能。关键词：光纤通信，高维调制，模分复用，补偿，独立成分分析IIStudyOnM

7、odeDivisionMultiplexingBasedonHighDimensionalModulationABSTRACTWiththedevelopmentoftheglobalcommunicationsnetworkdatatransmissiontechnology,somestreamingmediaservicessuchasHDTV,onlinebroadcast,distanceeducation,people'sliveswillbe