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基于Volterra级数的光正交频分复用系统中四波混频效应的研究

作　者: 龚岷安
导　师: 张晓萍
学　校: 兰州大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 光纤通信系统光正交频分复用 Volterra级数四波混频
分类号: TN929.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着人们对互联网的使用逐渐增加,高流量的应用程序的出现对网络传输速率提出了更高的新的要求,使光纤通信系统向着100Gbit/s甚至更高的传输速率演进。光正交频分复用技术以其频谱利用率高、抗色散的优势成为了高速光纤通信系统的方案之一,引起了广泛的研究热情。本文对影响光正交频分复用系统信号传输质量的光纤非线性效应进行了研究,尤其是对影响光正交频分复用系统信号传输质量最为严重的四波混频效应进行了具体的研究。本文通过利用基于Volterra级数的非线性薛定谔方程的闭式半解析解对光正交频分复用系统进行求解,得到了包含线性项和非线性项的光正交频分复用系统的传播方程的近似解,利用四波混频效应的定义,从非线性项中分离出了对光正交频分复用系统影响最大的四波混频效应的表达式。该表达式可体现色散和非线性效应的相互作用,并且包含了相位失配,较之以往的结论更为贴近实际情况,分析结果更为精确。对所得表达式进行数值仿真,验证了本文所给出的光正交频分复用中的四波混频的表达式更为贴近实际系统。数值仿真的结果还表明,光正交频分复用系统中某一子载波所受的四波混频的影响主要来源于与其相临近的子载波,而与它频率间隔较大的子载波的影响可以忽略,因此可以对基于Volterra级数传递函数的光正交频分复用系统四波混频效应的表达式进行简化,降低其计算复杂度,为通过Volterra级数传递函数设计光正交频分复用系统的优化方案提供了理论依据。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 高速光纤通信系统的发展  7
  1.2 高速光纤通信系统的研究现状  7-8
  1.3 光正交频分复用系统及其非线性效应的研究现状  8-9
  1.4 本文的主要工作及创新  9-10
    1.4.1 本文的主要工作  9
    1.4.2 本文的创新之处  9-10
第二章光纤通信链路的色散和非线性效应  10-14
  2.1 光纤的色散  10-11
  2.2 光纤的非线性效应  11-14
    2.2.1 自相位调制  12
    2.2.2 交叉相位调制  12-13
    2.2.3 四波混频  13-14
第三章基于Volterra级数的NLSE的解  14-19
  3.1 Volterra级数  14-15
  3.2 NLSE的数值解  15-17
  3.3 基于Volterra级数的NLSE的解  17-19
第四章光正交频分复用系统  19-29
  4.1 OFDM系统概述  19-26
    4.1.1 OFDM系统的基本概念  19-21
    4.1.2 离散傅里叶变换在OFDM系统中的应用  21-22
    4.1.3 OFDM信号中的循环前缀  22-24
    4.1.4 OFDM系统的基本结构  24-25
    4.1.5 OFDM系统的频带利用率  25-26
  4.2 正交频分复用光通信系统  26-29
    4.2.1 CO-OFDM系统  26-27
    4.2.2 DD-OFDM系统  27-29
第五章基于Volterra级数的OOFDM系统中四波混频  29-38
  5.1 基于Volterra级数的OOFDM系统中四波混频  29-31
  5.2 基于Volterra级数的OOFDM系统中四波混频的数值仿真与分析  31-38
    5.2.1 FWM项产生的新频率  31-33
    5.2.2 色散与载波间隔对FWM的影响  33-34
    5.2.3 循环前缀对FWM的影响  34-36
    5.2.4 单一子载波受FWM的影响的主要来源  36-38
第六章研究结论与展望  38-40
  6.1 研究结论  38
  6.2 研究展望  38-40
参考文献  40-44
攻读学位期间的研究成果  44-45
致谢  45

基于Volterra级数的光正交频分复用系统中四波混频效应的研究

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