带宽限制下相干光通信侦听接收机性能研究

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随着光通信的迅速发展和广泛应用,对光通信系统的侦听已经成为侦听者的重要工作部分。对光纤通信的侦听研究除了目前技术已经成熟的光信号提取、对光加密信号的破解等技术外,一个重要的方面就是提高光纤通信系统侦听接收机的性能。而随着光网络传输带宽的不断增加,现有的侦听设备的电子器件可能无法满足高速传输系统对带宽的要求,在相干光通信系统中,侦听接收机的带宽限制在降低加性噪声功率的同时也带来了码间干扰。因此有必要考虑带宽限制下,码间干扰对接收信号的影响,研究侦听接收机误码率最低时的最佳采样判决时刻和最佳带宽取值。本文首先介绍了光纤通信侦听技术的发展历程,并结合相干光通信的优势,分析了对相干光通信系统侦听的重要性。建立了相干光通信侦听系统并对相关模块做了必要处理,讨论了侦听过程中可能引起的噪声,介绍并分析了DAML相位估计算法的原理和性能。其次,建立了带宽受限的相干光侦听接收机模型并给出了带宽受限的等效滤波器模型。然后利用星座图详细阐述并总结了其它符号对当前符号的干扰规律。重新定义了符号信噪比并推导分析了基于DAML相位估计的带宽受限的侦听接收机的误码率性能,并理论推导了接收机的最佳采样判决时刻和最佳带宽。最后,通过仿真分析了基于带宽受限的侦听接收机的性能。仿真分析发现不同带宽下的最大信噪比对应系统的最小误码率。同时通过仿真分别对比分析了模拟滤波器类型和线宽对接收机最佳性能的影响,不同滤波器类型所对应的最佳采样判决时刻和最佳带宽是不同的,但都可以找到一个最佳点。此外,对比分析了QPSK系统的理论与仿真的误码率,结果虽然存在着一定的误差,但还是可以通过理论粗略近似分析来研究接收机的最佳性能。
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