相干光正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)的同步及信道估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，云計(jì)算、在線(xiàn)傳輸?shù)燃夹g(shù)正在普及，人們對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來(lái)越高。在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，3G技術(shù)已經(jīng)普及，4G技術(shù)正在走入人們的生活，而第五代通信技術(shù)的研究正在如火如荼的進(jìn)行當(dāng)中。在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域中的OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)因其高頻譜利用率的優(yōu)勢(shì)得了廣泛應(yīng)用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，光OFDM技術(shù)因其對(duì)光纖中色度色散（CD），偏振模式色散（PMD）魯棒性較高，近些年來(lái)在光纖通信領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。
　　在本文中主要研究

2、OFDM技術(shù)在相干光通信系統(tǒng)中的同步及信道估計(jì)技術(shù)的相關(guān)研究。CO-OFDM（相干光正交頻分復(fù)用）系統(tǒng)的主要工作機(jī)制為：在發(fā)射端發(fā)射經(jīng)過(guò)數(shù)字調(diào)制（QPSK、16QAM）后經(jīng)過(guò)DAC轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)利用馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器調(diào)制載波光信號(hào)的相位，在接收端通過(guò)混頻器將光信號(hào)下變頻為電信號(hào)，再解調(diào)為比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理。CO-OFDM系統(tǒng)采用多載波形式進(jìn)行傳輸，各個(gè)子載波頻域正交，因此系統(tǒng)對(duì)頻率偏移和相位噪聲非常敏感。同時(shí)，CO-OFDM傳輸?shù)腛F

3、DM符號(hào)長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于單載波符號(hào)，為完整的截取符號(hào)窗口，更需要對(duì)其進(jìn)行符號(hào)定時(shí)同步。
　　針對(duì)如上問(wèn)題，本文首先針對(duì)符號(hào)定時(shí)偏移對(duì)系統(tǒng)的影響進(jìn)行仿真研究，發(fā)現(xiàn)隨著符號(hào)長(zhǎng)度的增加，接收信號(hào)星座圖的旋轉(zhuǎn)更加嚴(yán)重。其次，在仿真中發(fā)現(xiàn)，加入發(fā)射激光器和接收端本振激光器的頻率偏差后，相對(duì)于子載波頻率間隔整數(shù)倍的頻移會(huì)造成接收端星座的旋轉(zhuǎn)，但是小數(shù)倍的頻移的增大會(huì)使接收信號(hào)星座圖完全混亂，無(wú)法正常檢測(cè)信號(hào)。最后針對(duì)由于激光器線(xiàn)寬引起的相位噪聲以及

4、光纖信道色散對(duì)接收信號(hào)的色散進(jìn)行仿真。
　　在本文中自主搭建了基于光通信仿真軟件 VPI與 MATLAB聯(lián)合的CO-OFDM系統(tǒng)仿真平臺(tái)。在平臺(tái)中通過(guò)基于循環(huán)前綴的算法進(jìn)行了符號(hào)定時(shí)同步，通過(guò)訓(xùn)練符號(hào)進(jìn)行頻率偏移同步，通過(guò)頻域插入梳狀導(dǎo)頻進(jìn)行相位噪聲補(bǔ)償及信道估計(jì)。通過(guò)對(duì)CO-OFDM系統(tǒng)的同步及信道估計(jì)技術(shù)的相關(guān)算法的仿真，完成了符號(hào)定時(shí)同步，頻率偏移同步和子載波恢復(fù)的相關(guān)工作。同時(shí)，本文中VPI-MATLAB仿真平臺(tái)的搭建，相