空間光通信正交頻分復用系統(tǒng)同步技術研究.pdf

1、空間光通信因為其組網(wǎng)快、成本低、無需申請頻率、適用于多種網(wǎng)絡等優(yōu)點，迅速成為一種備受關注的技術。然而，由于大氣湍流的影響，激光在大氣中傳播時，光波的振幅和相位均會產(chǎn)生波動，即使在天氣晴朗的條件下，大氣湍流也是影響空間光通信鏈路性能的主要因素。光正交頻分復用技術作為一種新型的光調制技術，集合了激光通信技術和正交頻分復用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)技術兩者的優(yōu)勢。OFDM技

2、術可通過降低符號速率獲得對大氣湍流信道深度衰落較高的耐受性，但是空間激光通信采用光強度調制，只能傳送單極性實數(shù)信號，并且OFDM技術對于同步的敏感度高，需要有穩(wěn)定的方式來完成同步，才能保障OFDM的正常工作。針對以上問題，本論文的研究內容如下。
　　 文章介紹了OFDM系統(tǒng)的基本原理及同步偏差對系統(tǒng)的影響。詳細分析三種經(jīng)典的OFDM系統(tǒng)時間同步算法原理和疊加同步算法原理，并指出了將它們應用到光通信中可能存在的問題。
　　

3、 針對空間光通信系統(tǒng)的功耗效率要求高，大氣湍流帶來的系統(tǒng)性能下降等問題，將一種新的OFDM技術，即非對稱限幅光OFDM技術，應用到空間光通信系統(tǒng)中，利用該調制技術的非對稱削減不會引入失真的特性，設計了一種基于非對稱限幅OFDM的空間光通信調制方案。在大氣湍流信道下，對該調制方案的性能進行了仿真研究，并將它與傳統(tǒng)的開關鍵控和直流偏置光OFDM技術進行了比較。仿真結果表明采用非對稱限幅的光OFDM技術，在有光強閃爍的大氣湍流信道中，增強了系

4、統(tǒng)對大氣湍流的抗干擾能力，滿足了自由空間光通信的要求。
　　 針對射頻OFDM系統(tǒng)的同步技術無法直接應用于光OFDM系統(tǒng)，插入訓練序列的同步方法會影響數(shù)據(jù)傳輸有效性等問題，設計了一種基于疊加訓練序列的光OFDM同步方法。文中使用的疊加訓練序列是根據(jù)非對稱限幅光OFDM系統(tǒng)結構特點重新構造的具有尖銳自相關性的序列，在發(fā)送端將訓練序列分配一定功率后疊加到一個完整的OFDM數(shù)據(jù)符號之上，在接收端以本地產(chǎn)生的本地訓練序列與接收信號進行相