用于光纤信道补偿的PSO算法的实现技术研究

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1、河北工业大学硕士学位论文用于光纤信道补偿的PSO算法的实现技术研究摘要随着光纤传输速率和传输距离的不断提高，由偏振膜色散（PMD）等引起的码间干扰（ISI）成为限制光纤通信技术发展的重要因素之一。因此，如何有效地减少PMD等效应的影响成为现代光纤通信系统的研究热点。与光域补偿技术相比，电域色散补偿技术具有结构简单、成本低廉和良好的自适应性等优点，并且能够补偿其它效应引起的码间干扰，具有广阔的应用前景。文章介绍了电均衡技术和粒子群优化（PSO）算法的基本理论，并且在此基础上，重点研究了将PSO算法作为

2、均衡算法应用于判决反馈均衡器结构，从而达到理想的信道补偿效果。此外，将本设计进行硬件化实现，同样具有重要的意义。本文主要工作如下：（1）介绍了偏振膜色散补偿和均衡技术的基本理论，在此基础上分析了几种常用的均衡结构和均衡算法，并对FPGA的设计方法和流程进行了简要的描述。（2）深入研究了PSO算法的基本理论。将PSO算法、最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法应用于系统辨识模型进行仿真比较，结果表明PSO算法具有较快的收敛速度和较高的精度。（3）设计将PSO算法作为均衡算法，并依据此自适应

3、均衡器的要求和FPGA的硬件实现特点进行模块划分与电路结构设计，其中将PSO算法模块按功能划分为计算适应度值、ram存储、更新和比较4个部分。本文选用Active-HDL6.1软件作为仿真平台，VHDL语言编写源代码进行描述，并对各个模块的功能仿真结果进行分析。（4）在QuartusII8.1环境下进行综合、布局布线、时序分析等步骤，并选用Altera公司Cyclone系列的EP1C12F256C8芯片实现。测试结果表明本设计实现了基于PSO算法的自适应均衡器，且在资源占用和速度方面达到了较好的平衡

4、，达到了预期的设计目的。关键词：粒子群优化算法，电域色散补偿，偏振膜色散，现场可编程门阵列i用于光纤信道补偿的PSO算法的实现技术研究RESEARCHONREALIZATIONTECHNOLOGYOFPSOALGORITHMSBASEDONOPTICALFIBERCHANNELCOMPENSATIONABSTRACTAstheincreaseoftheopticalfibertransmissionspeedanddistance,inter-symbolinterference(ISI)cause

5、dbyPolarizationModeDispersion(PMD)isoneofthemostimportantfactorsinrestrictingonthedevelopmentofopticalfibercommunicationtechnology.HowtoeliminatetheeffectofPMDeffectivelybecomesasearchhotspotinopticalfibercommunicationsystem.Comparingwithopticaldomainc

6、ompensationmethods,ElectronicDispersionCompensation(EDC)hastheadvantagesofsimplestructure,lowcostandgoodadaptability.ItalsocanreducetheISIcausedbyotherfibereffects,andhasawideprospect.Onthebasisofintroducingtheprincipleofelectronicequalizationtechnolog

7、yandParticleSwarmOptimization(PSO)algorithm,thisthesisfocusesonaDecisionFeedbackEqualizer(DFE)astheequalizationstructureandPSOalgorithmastheequalizationalgorithm,andfindsanapproximateoptimalchannelcompensationeffect.Italsohasagreatmeaningforhardwareimp

8、lementation.Themainaccomplishedtasksofthisthesisincludingthefollowingparts:(1)DescribethebasicprincipleofPMDcompensationandequalizationtechnology,onthisfoundation,andintroduceseveralofequalizationstructuresandequalizationalgorithms.Ital