文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
光载正交频分复用技术研究与系统的仿真实现
姓名:任小玲
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:王亚民
2011-06-10
论文题目:光载正交频分复用技术研究与系统的仿真实现
专业:通信与信息系统
硕士生:任小玲(签名)
指导老师:王亚民(签名)
摘要
光载正交频分复用(O-OFDM)技术是一种新型的光纤通信技术,基本思想是将
正交频分复用(OFDM)技术应用于光纤通信中,构造出高速率、大容量、低成本的
光正交频分复用( O-OFDM)传输系统,该系统具有光纤通信系统和 OFDM 技术的
双重优点。与传统的光通信技术相比, O-OFDM 具有更高的频谱利用率、更强的抗
色散和非线性效应的能力。在现有的光网络基础上很容易实现升级和扩容,近年来受
到研究者得广泛关注。
简述了光纤通信系统发展近况以及 OFDM 技术的基本原理和目前 OFDM 技术的
应用领域,分析了 OFDM 系统较传统的单载波系统以及频分复用技术(FDM)所具
备的优势,论述了 O-OFDM 系统的两种基本形式:直接检测光 OFDM(DDO-OFDM)
系统和相干检测光 OFDM(CO-OFDM)系统;文章采用光通信仿真软件 OptiSystem
和 MATLAB 软件,搭建了 O-OFDM 系统的仿真平台,在此基础上对 O-OFDM 系统
的关键技术做了深入的研究和分析。
一、从理论上分析了 DDO-OFDM 信号的两种映射方式;分别讨论了 DDO-OFDM
系统的线性映射和非线性映射;通过仿真结果分析了 DDO-OFDM 系统的传输性能和
误码性能,即系统的误码率、耦合光功率、传输距离和信噪比之间的关系。
二、论述了 CO-OFDM 系统的工作原理及各个模块功能,并建立了 CO-OFDM
系统仿真平台,对与 DDO-OFDM 系统最大不同的光电检测模块和电光调制模块进行
了特别的分析,通过仿真结果分析了不同调制方式和不同参数下 CO-OFDM 系统的
传输性能和误码性能。
三、研究了 O-OFDM 系统的关键技术,提出了一种时域相移补偿方法,相位补
偿主要用来矫正因色散导致的非随机性相位噪声,通过均衡进一步消除了系统的非线
性效应、光器件的相位噪声不理想因素造成的相位噪声。仿真结果验证了此相位补偿
方法的可行性和有效性。
四、分析了系统的同步问题,研究由于符号定时同步偏差对系统性能的影响,对
O-OFDM 系统 Schmidl&Cox 算法进行了理论分析和仿真实现, 分析了为克服
Schmidl&Cox 算法中符号定时同步的不确定性而采用涉及新的训练符号的 Minn 算
法,且通过仿真在系统中得以实现,进一步的改善了系统的性能。
五、分析了 OFDM 符号的峰均比(PAPR),O-OFDM 仿真系统中高的 PAPR 出现
的概率不是很大,因此本文采用限幅类方法对 PAPR 加以抑制,通过仿真验证,系统
输出结果图表明,限幅法有效地降低了 O-OFDM 系统 PAPR,进一步解决了接收端因
PAPR 引起的 QAM 星座图紊乱问题,改善了信号的质量,延长了传输的距离。
总体上看,O-OFDM 相对于传统的复用技术来说,降低了色散管理的复杂度,
提高了系统的频谱效率;理论分析和仿真结果表明, O-OFDM 系统在超长距离、更
高速率的光纤传输系统中有着很好的应用前景。
关键词:正交频分复用;光正交频分复用;相位补偿;同步算法;峰均比
研究类型:理论研究
Subject :Research on O-OFDM Technologyand System Simulaition
Specialty :Communication and Information System
Name :Ren Xiaoling (Signature)
Instructor:WangYamin (Signature)
ABSTRACT
Optical orthogonal frequency division multiplexing (O-OFDM) is a new
communication basic idea is to apply OFDM technology into optical fiber
communication. We show that optical bines the merits of coherent and OFDM
,it can constructed high-speed, large capac