相干檢測MSK信號的載波頻偏估計(jì)和相位估計(jì)算法研究.pdf

1、最小頻移鍵控（Minimum Shift Keying，MSK）作為一種特殊的連續(xù)相位頻移鍵控（Continuous Phase Frequency Shift Keying，CPFSK），具有包絡(luò)恒定、能量集中、頻譜效率高、相位連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于無線數(shù)字通信系統(tǒng)中。隨著光學(xué)器件的發(fā)展與更新，人們對MSK在相干光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用開展了大量的研究。由于采用的是相干檢測解調(diào)方案，發(fā)送激光器與本振激光器之間存在的頻率偏移和線寬將會導(dǎo)致接收

2、信號發(fā)生相位和幅度失真，使得不能正確恢復(fù)出原始發(fā)送數(shù)據(jù)序列，接收機(jī)性能降低。本文主要針對光相干檢測通信系統(tǒng)中MSK信號所受到的頻率偏移和相位偏移進(jìn)行分析和研究，然后通過相應(yīng)的數(shù)字信號處理算法進(jìn)行估計(jì)和補(bǔ)償，具體研究成果如下：
　　1、提出了一種聯(lián)合快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT）與線性調(diào)頻Z變換（Chirp Z-transform，CZT）的高精度頻偏估計(jì)算法，并在基于MSK調(diào)制格式的相干檢測

3、通信系統(tǒng)中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。該算法主要分為兩個步驟：首先進(jìn)行一個頻偏粗估計(jì)，利用FFT大致判斷出待測頻率的主瓣位置；然后進(jìn)行一個頻率細(xì)化操作，即采用CZT來獲得比較理想的頻偏估值，從而消除頻率偏移的影響。仿真結(jié)果表明：在誤差矢量幅度（Error Vector Magnitude，EVM）指數(shù)為20％時，采用FFT&CZT估計(jì)算法比采用傳統(tǒng)頻偏估計(jì)算法的系統(tǒng)靈敏度提高了1.7dB。該算法在考慮估計(jì)范圍的同時，提高了估計(jì)精度，是一種比較適合于長

4、距離傳輸情況下的頻偏估計(jì)算法。
　　2、提出了一種優(yōu)化的相位模糊解決方案。在光相干檢測通信系統(tǒng)中，相位噪聲是另一個造成信號失真的重要因素。在進(jìn)行相位估計(jì)時，相位估計(jì)算法都存在一個相位模糊問題。為此，本文在基于M次方相位估計(jì)算法的基礎(chǔ)上通過理論研究得出了一種優(yōu)化的相位模糊解決方案，并通過仿真驗(yàn)證了該方案的有效性。仿真結(jié)果表明：改進(jìn)后的M次方相位估計(jì)算法有更好的線寬容忍性，并且能夠有效地補(bǔ)償MSK信號在光纖傳輸過程中受到的頻率選擇性衰