光通信系統中的數字信號論文

一、數字信號處理算法在相干光通信系統中的應用

1光纖模型

對於一些較爲複雜的矢量資訊的調製，光通信系統當中則一般都是用IQ調製器進行；光纖模型是爲了將通信相干系統內處理數字信號進行提高，因此必須要具體研究整個系統內信號進行光纖傳輸的現象，而該現象則需要從物理以及數學的模型當中入手，對對應的補償或均衡技術進行研究過程中將數字信號處理技術的作用發揮出來，使得光信號變換成爲電磁波的形式，具體的解是在麥克斯韋方程組匯出的波動方程中進行的，表達式是：其中X是信號偏振方向的單位向量，是初始振幅的傅立葉表示，是常數，最終將光信號基態模式分佈成F（x，y）看成是近似高斯函數。另外在研究接收端過程中，一般都是將光相干接收機作爲主要組成進行研究，其能夠對接收機進行直接測探，讓所檢測的信號強度資訊得以增強，同時還能夠將強度調製信號進行光電轉換前對其進行除匹配濾波之外的處理。

2信號處理

研究相干光通信系統內處理數字信號的技術主要是：光纖信道是信號進行傳輸的通道，而其中所出現的不同形式的失真或者損傷就會在結合過程中出現線性或者非線性的失真。而線性失真的補償是不存在因果關係，即無需顧慮其順序問題，不過需要在具體算法當中遵循以下原則：分離所需估計的線性失真爲單獨形式的變量，並補償態應該優先估計，對於算法較爲簡單的變量，然後再補償隨機變量，最後纔是對所有變量進行完整補償。算法流程：每個方框所代表的都是相干接收機內的數字信號處理系統的子系統，且子系統之間所可能出現的反饋線路的具體圖表也要進行表示，在預處理算法的研究中，它是指在進行實質的信道均衡、載波恢復之前，對採樣後的信號進行一定程度的預先處理，爲形成數字信號處理算法做出充分的準備。

3信號補償

使用數字信號處理算法之後，相干光通信系統對信號補償是在接收端，具體使用過程當中則會根據情況的不同來使用不同形式的數字信號處理子系統。去偏移系統可以針對偏振之間的採樣時刻偏移進行補償。正交化系統可以補償因調製器和混頻器缺陷造成的`欠正交狀況。歸一化系統能夠將信號具備單位的能力和幅度，進而使得信號發生色度色散後可利用靜態信道的均衡系統對其進行補償。即使出現不當採樣而導致誤差出現時，也能夠使用採樣時鐘來對系統進行相關補償。即自適應的信道均衡系統能夠對於偏振所出現的相關損傷進行補償，載波相位回覆系統是估計載波相位的噪聲，進而對所出現的失真進行補償。載波頻率恢復系統則是對發送端和接收端之間載波所出現的頻率偏移進行補償和估計。對於光線非線性造成的信號損傷可以藉助非線性補償系統進行補償。

4相關耦合

在應用數字信號處理算法過程當中，先在接收端破和所輸入的光信號和本振光，進而根據上述的數字信號處理技術子系統來對所耦合的光信號進行模數轉化、去偏移以及正交化恢復等處理，然後根據實際的應用環境來選擇具體形式的反饋和補償。即相干光通信系統中有了數字信號處理算法的應用將會對其色散、偏振等造成的信號失真有了非常有效的補償，進而更好的促進了相干光通信系統的發展。

二、小結

數字信號處理算法在相干光通信系統中的應用能夠將各種形式損耗帶來補償，進而使得相干光通信的質量得到質的提升。光纖通信技術不斷髮展，如何將數字信號處理算法的複雜程度降低，進而使得補償的範圍和性能得到增強是當前該領域研究的主要內容。