检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2015年第1期35卷 55-60页

作者：童峥嵘刘颖慧曹晔天津理工大学薄膜电子与通信器件重点实验室天津300384

利用迭代部分传输序列(IPTS)限幅算法实现100Gb/s高速偏振模复用相干光正交频分复用(PDM-CO-OFDM)系统峰值平均功率比(PAPR)抑制,并对其PAPR、误码率(BER)及非线性性能进行了分析。仿真结果表明,与限幅算法相比,IPTS限幅算法不仅可以进... 详细信息

利用迭代部分传输序列(IPTS)限幅算法实现100Gb/s高速偏振模复用相干光正交频分复用(PDM-CO-OFDM)系统峰值平均功率比(PAPR)抑制,并对其PAPR、误码率(BER)及非线性性能进行了分析。仿真结果表明,与限幅算法相比,IPTS限幅算法不仅可以进一步降低PAPR,还可以减小光纤的非线性效应,从而提高系统BER性能。当互补累积分布函数(CCDF)等于0.0001时,IPTS限幅算法的门限值比限幅算法的优化了0.62dB。与原始信号相比,IPTS限幅算法的最大峰值功率降低了2.63dBm。相同条件下,IPTS限幅算法在光信噪比(OSNR)为12.28dB时,BER即可达到10-3,而限幅算法的最小BER仅为1.55×10-3。当发射功率等于-1dBm时,IPTS限幅算法的Q值与限幅算法相比提高了0.28dB。

关键词：光通信相干光正交频分复用偏振模复用峰值平均功率比迭代部分传输序列限幅

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OFDM技术在无源光网络及光无线系统中的应用与研究

OFDM技术在无源光网络及光无线系统中的应用与研究

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作者：邓磊华中科技大学

学位级别：博士

随着电信网、广播电视网和互联网的融合,以及一些高带宽业务如高清电视、网络会议和视频游戏的开展与普及,IP化、宽带化和无线化已经成为下一代光通信网的研究热点。而正交频分复用(OFDM)技术以其灵活的调制方式、更高的信道及频谱利用... 详细信息

随着电信网、广播电视网和互联网的融合,以及一些高带宽业务如高清电视、网络会议和视频游戏的开展与普及,IP化、宽带化和无线化已经成为下一代光通信网的研究热点。而正交频分复用(OFDM)技术以其灵活的调制方式、更高的信道及频谱利用率和更好的色散及多径衰落容忍度,引起了全球各大电信运营商越来越多的关注,已经被广泛应用在数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、IEEE802.11无线局域网和下一代移动通信系统(4G)中。为了满足未来接入网高速率、大带宽和宽覆盖的需求,发展新型的下一代光接入网技术和光纤无线融合技术已势在必行,因此,研究OFDM技术在下一代光接入网络和光纤无线融合网络中的应用具有很高的理论和实用价值。本论文在系统地分析了OFDM基本原理及OFDM信号在光纤与无线信道中传输所面临问题的基础上,通过仿真和实验研究,实现了OFDM技术在下一代无源光网络和光纤与无线融合网络中的应用,并取得了若干创新成果。具体研究内容包括： (1)通过理论研究和实验分析,结合正交频分多址(OFDMA)技术的优势,提出了支持光网络单元(ONU)之间高效互连互通的新型时分复用无源光网络(TDM-PON)、波分复用无源光网络(WDM-PON)以及时分波分混合无源光网络(HPON)系统。仿真和实验结果表明在这些基于OFDMA技术的ONU互通系统中通过优化OFDM信号和PON业务信号的功率比、OFDM信号频率间隔及子载波个数,可以有效减小噪声及色散对混传业务性能的影响,使系统具备动态灵活的互通业务带宽分配机制、互通业务完全不占用PON业务带宽及支持多个互通业务并发等优势,为下一代无源光网络中高效虚拟局域网(VPN)研究提供了技术支持。 (2)实验分析和探讨了光纤与无线融合系统中调制器啁啾及信道色散和非线性对高阶调制格式OFDM信号传输性能的影响,通过优化设计OFDM接收端时钟同步、频率相位估计以及信道估计和均衡算法,实现了基于低成本VCSEL的光载无线系统内5.5GHz载频300.144Mb/s QPSK-OFDM信号在100m多模光纤和900.432Mb/s64QAM-OFDM信号在1km弯曲不敏感光纤中的传输。此外,还创新地提出融合了偏振模复用(PDM)技术和无线多入多出(MIMO)技术的高频谱利用率、高速率光载无线系统,设计了基于Zero Forcing(ZF)的信道估计算法以补偿光纤中偏振的旋转及无线中信号的多径衰落,实现了2×2MIMO光载无线系统内5.65GHz载频1.59Gb/s16QAM-OFDM信号在22.8km单模光纤和1m无线距离中的传输。 (3)搭建了光载高速W-band (75-110GHz) OFDM无线信号的测试平台,创新地使用光IQ调制器、光频梳产生器及光外差拍频的方式产生了速率为42.13Gb/s、频谱利用率为2.808bits/s/Hz的86GHz载频16QAM-OFDM信号。理论推导和实验分析了激光器相位噪声、OFDM信号峰均比及光纤非线性效应对W-band无线传输性能的影响,提出了高效的激光器、频率源相位噪声补偿算法及基于OFDM信元频域平均法(ISFA)和数字锁相环(DPLL)的增强型信道估计和均衡算法,成功将42.13Gb/s86GHz载频16QAM-OFDM信号传输了0.6m无线距离。此外,设计了基于光相位调制器的恒包络OFDM传输系统,极大地减弱了系统对高线性放大器和调制器的需求。理论推导和实验结果证明,在此系统中激光器和频率源的相位噪声对信号只是一个加性分量,通过滤波器极易滤除,极大地降低了系统复杂度。系统实验成功地实现了8Gb/s81.5GHz载频16QAM-OFDM信号在22.8km单模光纤和2.3m无线距离中的传输。这些研究成果为下一代高速无线光通信系统的发展提供了技术支持。

关键词：正交频分复用多入多出偏振模复用虚拟局域网相位噪声恒包络OFDM 无源光网络光载无线

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限幅SLM算法降低OOFDM系统PAPR的研究

限幅SLM算法降低OOFDM系统PAPR的研究

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作者：姚超天津理工大学

学位级别：硕士

光正交频分复用（OOFDM）技术是将正交频分复用（OFDM）应用在光通信系统中的一种新型技术。OOFDM技术能够有效的克服光纤中色度色散（CD）、偏振模色散（PMD）以及多模光纤中模间色散的影响。光正交频分复用技术的应用，使得高速数据... 详细信息

光正交频分复用（OOFDM）技术是将正交频分复用（OFDM）应用在光通信系统中的一种新型技术。OOFDM技术能够有效的克服光纤中色度色散（CD）、偏振模色散（PMD）以及多模光纤中模间色散的影响。光正交频分复用技术的应用，使得高速数据信号在大色散信道中远距离传输成为了可能，因此成为了近年来光通信领域研究的一个热点。峰均功率比（PAPR）过高是OOFDM的一个主要不足。本论文提出了限幅选择映射（SLM）联合算法来降低OOFDM系统的峰均功率比。利用Optisystem软件搭建了直接检测光正交频分复用（DDO-OFDM）系统，将限幅和选择映射联合算法运用到该系统中来，降低了系统的峰均功率比。在此基础上，又构建了一种结合偏振模复用（PDM）技术的密集波分复用（DWDM）相干光正交频分复用（CO-OFDM）系统，实现了100Gb/s的CO-OFDM信号在单模光纤（SMF）中传输1000km，并且利用限幅SLM算法降低了系统的PAPR值。本论文的主要内容如下： 1.对OFDM技术的基本原理和主要优缺点进行了详细的阐述，重点讨论了OFDM系统PAPR值过高的原因及给系统带来的影响。同时还对CO-OFDM和DDO-OFDM的原理、结构模型和关键技术进行了讨论。 2.利用Optisystem和Matlab软件对DDO-OFDM系统进行联合仿真，采用限幅SLM联合算法来降低系统的峰均功率比。SLM算法降低了PAPR出现的概率，但并不能完全限制高PAPR。限幅SLM算法在传统SLM算法基础上对高PAPR信号进行限幅运算，进而将PAPR控制在所需要的范围内，相对限幅算法又改善了系统误码率性能。通过Optisystem构造的DDO-OFDM系统的光域仿真可以看出该算法一定程度上降低了电光转换后光信号的峰值功率。这样就保证了通过光纤信道前，光信号峰值功率较低，从而减轻了光纤非线性对信号的影响。该方法的有效性在DDO-OFDM系统信道仿真中得到证实。 3.利用PDM技术和DWDM构建了DWDM-CO-OFDM系统。在该系统中，PDM在提高系统容量的同时不会降低系统性能，DWDM可以成倍的提高单个光纤的传输容量，进而使CO-OFDM信号在单个光纤中超高速传输成为可能。同时采用限幅SLM算法来降低OOFDM系统峰均功率比。利用Optisystem光学仿真软件证明在发射端满足光信噪比（OSNR）不小于18.9dB情况下，原始100Gb/s的CO-OFDM信号能够在单模光纤中传输1000km，且整个系统的误码率（BER）不大于10-3。采用限幅SLM算法后，单通道PAPR值降低了4.39dB，但达到10-3误码率付出了0.6dB的OSNR代价。

关键词：光正交频分复用峰均功率比 SLM算法限幅算法误码率偏振模复用密集波分复用

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IPTS限幅算法抑制OOFDM系统PAPR的研究

IPTS限幅算法抑制OOFDM系统PAPR的研究

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作者：刘颖慧天津理工大学

学位级别：硕士

作为一种新型多载波调制技术,光正交频分复用(OOFDM)以其独特的优势成为近年来光通信领域的研究热点之一,尤其是相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统,在频谱效率、接收机灵敏度、及抗色散性上体现的优越性,使其成为未来实现大容量、高速率... 详细信息

作为一种新型多载波调制技术,光正交频分复用(OOFDM)以其独特的优势成为近年来光通信领域的研究热点之一,尤其是相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统,在频谱效率、接收机灵敏度、及抗色散性上体现的优越性,使其成为未来实现大容量、高速率、长距离光纤通信的重要解决方案。峰值平均功率比(PAPR)较高是OOFDM系统的主要缺点之一,高PAPR不仅会增加系统复杂度、提高系统成本,还会影响光纤的非线性。因此,如何有效降低OOFDM系统的PAPR是其走向实用化的关键。本文的研究重点是利用提出的新型联合算法,即迭代部分传输序列(IPTS)限幅算法,对CO-OFDM和PDM-CO-OFDM系统的PAPR进行抑制,主要内容如下:1.首先介绍了OOFDM系统的研究背景、发展现状、及其存在的主要问题,详细阐述了CO-OFDM系统的基本原理及其关键技术。然后重点讨论了PAPR过高的原因和其对系统性能造成的影响。此外,利用matlab和optisystem软件搭建了CO-OFDM和PDM-CO-OFDM系统。2.介绍了传统PAPR抑制算法的分类及其优缺点,以部分传输序列(PTS)和限幅算法为研究重点,首先对PTS算法进行改进,得到计算复杂度较低的迭代部分传输序列(IPTS)算法,然后将其与限幅算法级联,作为一种新的PAPR抑制算法,即IPTS限幅算法,用于OOFDM系统的PAPR抑制。3.将IPTS限幅算法用于20Gbit/s的CO-OFDM系统,对其PAPR进行抑制。利用互补累积分布函数(CCDF)曲线和光域信号功率图,对比了PTS、IPTS、限幅、限幅IPTS、以及IPTS限幅算法的PAPR抑制性能。此外,还分析了限幅算法和IPTS限幅算法对系统误码率性能的影响。4.将IPTS限幅算法用于100Gbit/s的PDM-CO-OFDM系统,对其PAPR进行抑制。对比分析了IPTS限幅算法和限幅算法对系统误码率和非线性性能的影响。研究了不同偏振方向上的系统误码率。此外,还分析了不同传输距离对系统误码率和非线性性能产生的影响。

关键词：相干光正交频分复用偏振模复用峰值平均功率比迭代部分传输序列限幅

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