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偏振复用(Polarization Multiplexing,PM)光传输技术与相干接收技术相结合能够成倍地提升系统的通信容量,可以有效地实现人们对于信息传输容量的巨大需求,实现超高速、大容量的信息系统,所以广泛应用于光纤通信中。偏振复用信号在接收端的偏振解复用问题成为体现偏振复用系统性能的关键所在,在基于偏振分集的数字相干接收系统中,要求偏振解复用算法具有低复杂度,快速收敛,可容忍大的偏振模色散和偏振相关损耗,且.能够避免奇异性的特性。本文对偏振复用相干通信系统的信道建模和偏振解复用算法进行了深入研究,主要研究内容如下:(1)利用MATLAB搭建了 28GBaud的偏振复用光传输系统仿真平台,仿真模拟实现信号的产生、传输、接收、恢复的整个过程。针对偏振模色散(PMD)、偏振相关损耗(PDL)、随机模式耦合的产生机理及它们对传输信号的影响,在单段短光纤的信道模型的基础上,引入了多段级联短光纤信道模型来模拟长距离光纤传输,整体光纤的双折射不是每段短光纤双折射的简单叠加,而是具有比较复杂的时变随机性,每段光纤的差分群时延和偏振相关损耗的概率密度服从麦克斯韦分布。(2)阐述了基于恒模算法(CMA)的偏振解复用原理和产生奇异性的原因,综述了当前提出的几种避免奇异性问题的偏振解复用算法。(3)首次在多段级联信道模型中分析长距离光纤通信在偏振解复用时出现的奇异性问题,对比了传统CMA、Conj_CMA、Mni_CMA出现奇异性问题的概率。结果表明在PDL较小时,相对于CMA,Conj_CMA和Mni_CMA可以避免奇异性问题;在PDL较大时,采用Mni_CMA算法出现奇异性问题的概率小于CMA和Conj_CMA算法。