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光正交频分复用系统接收技术的研究

作　者: 张磊
导　师: 尹霄丽
学　校: 北京邮电大学
专　业: 物理电子学
关键词: 光正交频分复用 直接探测 相干探测
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 144次
引　用: 1次
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内容摘要


正交频分复用(OFDM)能有效性地抑制多径信道的符号间干扰,因此广泛地应用于无线通信中。同时,大量的研究证明OFDM对光通信中的色散和偏振模色散的容忍度较高,也是光通信的关键技术。近年来,随着高速互补金属氧化物半导体技术,大规模集成电路技术及光调制解调检测技术的发展使得光OFDM速率为40Gb/s甚至100Gb/s的传输速度得以实现。随着对传输速率100Gb/s的需求日益增强,光正交频分复用(OOFDM)技术成为未来高速长距离光通信系统的核心技术。本文的主要工作是进行光正交频分复用系统接收机的设计与研究。主要内容包括：介绍了课题研究背景和光正频分复用系统的国内外研究现状。对光正频分复用系统原理,结构以及相关技术进行研究,如循环前缀,交织,同步估计与补偿,信道估计技术,并对三种信道估计方法进行仿真对比。详细讨论了光正交频分复用系统接收机的两种形式：直接探测和相干探测。对相干探测系统原理,信道,最佳上下行变换设计进行了详细分析,并对互调失真分析做了仿真。通过仿真软件完成对直接探测系统和相干探测系统的搭建,并进行系统仿真。在仿真基础上,对直接探测系统和相干探测系统做了对比和性能分析提出了一个完整的高灵敏度光正交频分复用系统,以实现高速长距离传输。实验中,将10Gbit/s的4QAM调制光OFDM信号在光纤中传输了50公里,直接探测后得到的星座图和误码率都达到了良好的效果。在此基础上,对比了采用雪崩光电二极管和传统的光电二极管(PIN)两种不同的探测方式,发现使用APD探测在对OFDM系统接收的灵敏度方面有5.2dB的提升。最后,对文章进行了总结,对后续的研究工作提出了设想与展望。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 课题研究背景  9
  1.2 国内外研究现状  9-12
  1.3 影响光通信的因素  12-13
  1.4 论文主要工作和章节安排  13-14
第二章 OOFDM系统原理与结构  14-26
  2.1 系统原理  14-16
  2.2 OFDM系统结构  16-17
  2.3 OFDM相关技术  17-25
    2.3.1 IFFT/FFT  17-18
    2.3.2 循环前缀  18-20
    2.3.3 交织  20
    2.3.4 同步估计与补偿  20
    2.3.5 峰均功率比  20-21
    2.3.6 信道估计  21-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章 OOFDM系统接收  26-43
  3.1 系统原理  26-27
  3.2 光电探测器  27-29
  3.3 直接探测(DDO-OOFDM)  29-32
    3.3.1 系统原理  29-30
    3.3.2 系统结构  30-32
  3.4 相干探测(CO-OOFDM)  32-42
    3.4.1 系统原理  32-33
    3.4.2 系统结构  33-36
    3.4.3 CO-OOFDM信道  36-38
    3.4.4 CO-OOFDM系统最佳上下行变换设计  38-40
    3.4.5 互调失真分析  40-42
  3.5 偏振复用(PMD-OOFDM)  42
  3.6 本章小结  42-43
第四章 系统仿真和实验  43-56
  4.1 DDO-OOFDM系统仿真  43-49
    4.1.1 DDO-OOFDM系统发送端设计  43
    4.1.2 DDO-OOFDM系统接收端设计  43-44
    4.1.3 DDO-OOFDM系统设计  44-45
    4.1.4 DDO-OOFDM系统元件及参数设计  45-47
    4.1.5 DDO-OOFDM系统仿真结果  47-49
  4.2 CO-OOFDM系统仿真  49-51
    4.2.1 CO-OOFDM系统设计  49-50
    4.2.2 CO-OOFDM系统仿真结果  50-51
  4.3 仿真结果分析  51-52
  4.4 DDO-OOFDM系统实验  52-55
    4.4.1 实验原理  52-53
    4.4.2 实验设计  53-54
    4.4.3 实验结果及分析  54-55
  4.5 本章小结  55-56
第五章 总结与展望  56-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
攻读学位期间发表的学术论文目录  63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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