光相干接收机中ADC分辨率对载波相位估计性能影响的研究.pdf

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2、tReceiversThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByYuanweiFanSupervisor:Prof.JianChenMarch2015南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得。，的研究成栗尽我所知除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料－－。与我同工

3、作的同志对本研究所做的任何页献均已在论文中作了明确的说明并表不了谢意。一本人学位论文巧涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。ｆ１日期：２＾玉．少？ｒ硏究生签名；寺争Ｊ南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可保留并向国家有关部口或机构送交论丈的复印件和电了文Ｌｉ？档；允许论文被查閒和借阅；可ｉ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论义。本文电子文楷的内容和纸质－－致论文的内容相。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权

4、书。＇研究生签名：导师签名：期：林Ｘ＇少ｒ＿辟摘要随着通信业务量例如视频共享、高清电视以及云计算的急速增长，提高现有骨干网的数据传输能力势在必行。在相干光通信系统中提高比特传输速率可以从两个方面入手，一方面是提高符号速率，另一方面是提高每符号所含的比特数也就是调制阶数。提高符号速率就必须增加接收机中ADC的采样速率以准确地恢复信号；提高调制阶数又必须增加ADC的分辨率以更准确地区分信号。然而在现有的技术条件下很难得到同时具有高分辨率和高采样率的ADC。由于提高ADC的采样率不仅能满足更高的符号速率而且能实现过采样，因此为了能够实现更高的采样速率，本文主要研究了ADC的分辨

5、率如何影响相位估计接收机的性能，以及确定合理的ADC分辨率。本文首先介绍了相干光通信系统的基本理论，包括相干光通信系统的基本结构、相干光通信的优点及发展历程。然后基于相位噪声的特性介绍了两种相位估计算法——M次幂算法和DAML算法，仿真结果表明调制阶数越高，系统的相位噪声容限越低。其次，建立了ADC分辨率受限的相位估计相干接收机模型。首先建立了ADC的量化模型，讨论了量化噪声在对接收机性能影响上区别于其他噪声的特性。然后在量化模型的基础之上将信号连续的概率密度转化为了离散的概率分布。同时文章推导出了在无相位估计以及在采用DAML相位估计算法时各自的MPSK系统误码率公式。最后，通过对不

6、同调制方式下ADC不同分辨率对M次幂以及DAML相位估计接收机误码性能的影响进行仿真分析，发现对于这两种类型的接收机，每符号含N比特信息的MPSK系统所能接受的最低ADC分辨率为N+2比特，同时N+3比特的分辨率是足够的。16QAM系统所能接受的最低分辨率为6比特，6比特也是合理的分辨率。同时通过仿真讨论了ADC量化范围对不同调制方式、不同相位估计接收机性能的影响。仿真结果和理论分析都表明，ADC的量化范围不得小于携带最高能量星座点信息的符号的平均幅度，否则相位估计的误差将急剧增大。关键词:相干光通信，ADC分辨率，相位估计，M次幂，数据辅助最大似然DAMLIAbstractWitht

7、hesharpincreasingincommunicationbusiness,suchasvideosharing,high-definitiontelevisionandcloudcomputing,itisimperativetoimprovethedatatransmissioncapacityofbackbonenetwork.Therearetwomainmethodstoincreasingthebitratewithinthe