【摘要】：近年來,云計算、IPTV和4K/8K高清電視等高速服務的快速發(fā)展進一步提高了對于接入網(wǎng)帶寬的要求。目前在無源光網(wǎng)絡(Passive Optical Network,PON)中,強度調(diào)制/直接檢測(Intensity Modulation/Direct Detection,IM/DD)系統(tǒng)用于短距離光通信系統(tǒng)中。而多載波正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信號因具有較強的色散魯棒性和高頻譜效率等優(yōu)點,被視為光接入網(wǎng)中有效的光通信技術之一。由于光纖通信中傳輸?shù)男盘枮榉秦搶崝?shù)信號,非對稱限幅光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical OFDM,ACO-OFDM)是一種光功率效率較高且接收靈敏度高的單極性OFDM信號,本文對基于ACO-OFDM的強度調(diào)制直接檢測系統(tǒng)進行研究,采用預編碼和相關數(shù)字信號處理算法提高了系統(tǒng)的傳輸性能。本文主要創(chuàng)新工作如下:1、提出了一種正交循環(huán)矩陣(Orthogonal Circulant matrix Transform OCT)預編碼和數(shù)字限幅技術聯(lián)合方案用于ACO-OFDM系統(tǒng),采用OCT預編碼可緩解高頻子載波衰落帶來的信號損傷,而數(shù)字限幅技術可降低器件帶來的非線性效應,提出的OCT預編碼和數(shù)字限幅技術聯(lián)合方案可有效提高ACO-OFDM信號的光纖傳輸性能。另外,在接收端采用最小二乘法(Least Square,LS)信道估計和頻域均衡方法,研究了不同算法下信號的信噪比(Signal noise ratio,SNR)分布,及多種接收光功率下信號的誤碼性能。實驗結果表明,OCT預編碼方案性能優(yōu)于數(shù)字限幅方案,兩者結合的性能優(yōu)于單一方案。在20km單模光纖傳輸后,誤碼率為5×10~(-5),遠低于7%的前向糾錯(Forward Error Correction,FEC)門限值3.8×10~(-3)。2、提出了一種OCT預編碼和離散傅里葉變換擴展(Discrete Fourier Transform Spread,DFT-Spread)聯(lián)合方案用于直接檢測強度調(diào)制ACO-OFDM系統(tǒng),進一步降低ACO-OFDM信號的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR),改善了信號的非線性效應。并研究了16QAM ACO-OFDM信號的誤碼性能。通過比較光背靠背和20km單模光纖傳輸后的SNR和誤差向量幅度(Error Vector Magnitude,EVM),實驗結果表明,提出的OCT預編碼和離散傅立葉變換擴展聯(lián)合方案的性能優(yōu)于單一方案的性能。經(jīng)過20km單模光纖傳輸后,相比傳統(tǒng)信號以及OCT預編碼和數(shù)字限幅聯(lián)合算法,此次聯(lián)合方案的ACO-OFDM系統(tǒng)的接收靈敏度分別提高了1.3dB和3.1dB。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.53
【圖文】：

詳細講解信道同步、信道估計和信道均衡三種重要 DSP 算法的基本了常用的降低 PAPR 技術的原理；最后對本章節(jié)內(nèi)容進行總結。 OFDM 原理光 OFDM 系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)接收端的檢測方法不同可分為兩種：利用光電檢hoto Detector，PD）實現(xiàn)信號的光電轉(zhuǎn)換的 DDO-OFDM；檢測系統(tǒng)較為O-OFDM。其中 CO-OFDM 系統(tǒng)由于可實現(xiàn)高頻譜利用率與接收機靈敏用于長距離傳輸?shù)墓歉删W(wǎng)絡；然而 DDO-OFDM 系統(tǒng)具有維護簡易、功、成本低廉等適合短距離接入網(wǎng)的優(yōu)點[41]。.1 OFDM信號產(chǎn)生原理作為多載波調(diào)制技術，OFDM 技術已經(jīng)大規(guī)模的作用于實際通信系統(tǒng)中號將高速的信息比特流串并轉(zhuǎn)換后，映射為低速率的并行數(shù)據(jù)符號，然正交子載波上，正交子載波疊加最終可得 OFDM 符號，信號幅值近似于。圖 2.1 是 OFDM 系統(tǒng)的傳輸框圖。

圖 2.2 基于快速傅里葉變換的 OFDM 系統(tǒng)結構框圖所示，基于快速傅里葉變換的 OFDM 系統(tǒng)結構框圖，輸入的映信號轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的多路分離，然后再通過 IFFT 完成相串信號轉(zhuǎn)換后，加入 CP，然后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換，上變頻至高頻區(qū)接收端進行相反的過程，信道出來的信號先經(jīng)過下變頻，模數(shù)號 CP，再通過 FFT 解調(diào)、并串信號轉(zhuǎn)換等 DSP 離線數(shù)字處理號序列。前提到的高頻譜利用率和抵抗 ISI、ICI 的能力，OFDM 信號還選擇性衰落的能力，和信道均衡簡單等特點。源于在 OFDM 信將帶寬劃分為若干個窄帶信道，單個子載波上的信道響應可視低頻率選擇性衰落對信號的影響。同時，OFDM 系統(tǒng)的信道均輔助的均衡方法。但是 OFDM 信號的劣勢兩種，其一，多載波高的 PAPR 值，輸出信號幅值范圍變化大，易超出相應的光電二，易受到相位噪聲的影響。

碩士學位論文流偏置也越大，因而增大了功率消耗，限制了其在實際系統(tǒng)的應OFDM 系統(tǒng)中 ACO-OFDM 無需額外的直流偏移量，接收機靈敏度高波放置信息，偶數(shù)載波置零，在發(fā)射端強度調(diào)制之前，調(diào)制信號的接收端通過正確選擇頻率，傳輸數(shù)據(jù)可準確恢復。在系統(tǒng)誤碼率（BBER）和信息傳輸速率相同的情況下，非對稱限幅 OFDM 則具有更率；所以對于星座選擇，具有一定靈活性，在無線光系統(tǒng)中具有更同時 ACO-OFDM 信號除具備傳統(tǒng)正交頻分復用信號的特點外，還，功率效率高和抗多徑傳輸能力強，星座選擇靈活等優(yōu)勢[5]。

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 韓艷春;楊士中;;OFDM系統(tǒng)PAPR減小技術綜述[J];電視技術;2006年01期

相關碩士學位論文 前5條

1 孫怡菲;可見光ACO-OFDM系統(tǒng)中峰均比抑制研究[D];南昌大學;2016年

2 景艷玲;基于ACO-OFDM的光無線通信系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

3 謝秀秀;基于多載波的無線光通信信道估計技術研究[D];南京航空航天大學;2012年

4 張玉巍;基于SLM和星座映射法降低OFDM系統(tǒng)峰均功率比的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

5 郭婷;OFDM系統(tǒng)中降低峰均功率比方法的研究[D];南京航空航天大學;2007年

本文編號：2745935