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相干光通信系统的数学建模与仿真技术研究

作　者: 贺敏
导　师: 张兴周
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 光学工程
关键词: DPSK 相干光通信模型仿真
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 3次
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内容摘要

当前,通信技术的发展日新月异,通信系统建设可采用的技术有多种选择,同时通信系统的功能要求也越来越高,系统建设愈加复杂,建设的经费不断增加。对于正在规划中的通信系统或正在设计中的通信项目,可以建立相应的方案模型,通过计算机仿真对系统进行多种方案设计的参数实验,预测未来系统的运行参数和经济效益;通过对仿真结果的分析,采用最佳化方案;对于现行通信系统作改进时,也可以通过系统仿真,模拟改进以后的系统运行情况,以寻求满意的改进方案。通信系统仿真可以得到最佳系统参数和节省巨额投资。特别是对于相干光通信、光孤子通信、密集波分复用等系统,系统结构复杂,实验系统的构成难度大,且器件昂贵,所以缺少评价分析系统性能的有效手段,我们用计算机仿真该通信系统就具有更大的实际价值。本文基于相干光通信原理,建立了相干光通信系统数学模型,在对系统运行仿真后,得出了一些仿真波形,如调制信息波形、调制后的DPSK信息波形和DPSK信号波形、双线性滤波器输入波形、判决后输出波形等一系列仿真波形,从而验证了该模型的正确性,其性能基本符合相干光通信系统的性能要求。根据相干光通信系统模型,借助Monte Carlo仿真法,对相干光通信系统进行了数据流仿真。为此,自定义了用户函数,编制了在不同相位噪声下的仿真程序,得出噪声强度与误码率关系仿真曲线,仿真结果表明双线性滤波器能以较小的差错率完成对原始信号的解调,同时说明相干光通信系统具有较好的抗噪声性特点,故可大大延长传输距离,达到了仿真目的。

全文目录

第1章绪论  9-15
  1.1 课题背景及意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 光纤通信系统仿真软件的现状  11
    1.2.2 光互联通信系统的仿真  11-14
  1.3 本课题研究的内容  14-15
第2章 2PSK系统原理综述  15-28
  2.1 二进制移相键控及二进制差分相位键控(2PSK及2DPSK)  15-21
  2.2 二进制移相键控及差分相位键控(2PSK及2DPSK)系统的抗噪声性能  21-26
  2.3 本章小结  26-28
第3章光纤通信系统  28-38
  3.1 光纤通信的发展  28-29
  3.2 光纤通信系统  29-34
    3.2.1 光纤通信系统的组成及功能  29-30
    3.2.2 光纤通信的主要特点及系统应用  30-31
    3.2.3 新技术开发  31-34
  3.3 直接检测和相干检测原理  34-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章相干光通信系统的数学建模  38-54
  4.1 自相关探测的光DPSK外差系统  39-41
  4.2 双滤波器检测的光DPSK外差系统的数学模型  41-53
    4.2.1 发射机  42-44
    4.2.2 传输信道  44-45
    4.2.3 接收机  45-53
  4.3 本章小结  53-54
第5章仿真实验与分析  54-64
  5.1 相干光通信系统仿真模型及各个子系统  54-57
    5.1.1 数字源  54-55
    5.1.2 电发射机  55
    5.1.3 发射激光器  55-56
    5.1.4 光耦合器  56
    5.1.5 双线性滤波器  56-57
    5.1.6 误码率计算  57
  5.2 系统仿真分析  57-63
    5.2.1 仿真波形分析  57-59
    5.2.2 误码性能分析  59-63
  5.3 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  68-69
致谢  69

相干光通信系统的数学建模与仿真技术研究

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