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Estimación de fase en comunicaciones ópticas coherentes
Phase estimation in coherent optical communications
ARTURO ARVIZU MONDRAGON
Francisco Javier Mendieta Jiménez
Acceso Abierto
Atribución
Comunicaciones ópticas coeherentes, Detección hemodina, Ruido de fase tipo Wiener, Estimador-correlacionador, Criterio de máxima verosímilitud, Ecuación de Fokker-Planck, Ecuaciones del estimador y la varianza
En este trabajo se efectuó el estudio, síntesis, realización y caracterización de un estimador subóptimo de la fase de una portadora óptica con modulación binaria de la fase (BPSK) en presencia de fluctuaciones aleatorias de la fase del campo óptico y de ruido aditivo en el canal. La síntesis del estimador se realizó a partir de un observable eléctrico obtenido mediante la detección coherente homodina de la señal óptica de información, empleando la teoría de la máxima verosimilitud, las ecuaciones del estimador y de la varianza así como la ecuación de Fokker-Planck, requiriendo el tratamiento de algunos términos de alto orden que aparecen en la función de verosimilitud y los cuales no se manifiestan en sistemas convencionales con detección heterodina. La estructura de estimador sintetizada fue caracterizada mediante simulación para diferentes condiciones de relación señal de ruido y ancho de línea de las fuentes ópticas, y se obtuvo una estructura simplificada, la cual se realizó posteriormente mediante un circuito analógico que se caracterizó en un montaje óptico autohomidino y en un experimento puramente eléctrico. Además el estimador de fase simplificado se realizó también mediante un procesador digital de señales. La principal aportación de este trabajo fue la síntesis de una estructura estimadora que funciona en banda base con mejores características de desempeño que las estructuras convencionales (diseñadas para frecuencia intermedia) tales como el PLL y el lazo de Costas.
This thesis work presents a study, synthesis, implementation and characterization of a sub-optimal phase estimator of an optical carrier modulated with binary phase shift keying (BPSK) and affected by random noise on its phase and amplitude. The synthesis was made by using the observable eléctrical signal obtained by homodyning the optical information signal with the local oscillator. Use of the maximum-likelihood theory, the variance and estimator equations and the Fokker-Planck equation was made, incluiding additional high-order terms in the maximum-likelihood equation which are not present in conventional optical communication systems with heterodyne detection. The synthesized estructure was characterized by simulation under different signal-to-noise ratios and laser line-widths, arriving at a simplified structure which was implemented using analog electronic circuits in an auto-homodyne experiment and also in a purely eléctrical setup. This resulting estimator was also implemented using a digital signal processor. The main contribution of this work was the synthesis of an estimator structure that works in base-band with better characteristics than conventional structures (designed for intermediate frequency) such as the PLL and the Costas Loop.
CICESE
2000
Tesis de doctorado
Español
Arvizu Mondragón,A.2000.Estimación de fase en comunicaciones ópticas coherentes.Tesis de Doctorado en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada,Baja California.157 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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