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CO-OFDM单模光纤通信系统仿真及定时同步算法的研究

作　者: 谢小芳
导　师: 童峥嵘
学　校: 天津理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 相干光正交频分复用 定时同步 正交带宽复用 多输入多输出-正交频分复用
分类号: TN929.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


相干光正交频分复用(CO-OFDM)技术是一种新型的光复用技术,该技术具有相干检测和OFDM的双重优点,频谱利用率高,对抗色散和非线性效应明显,而且在现有的网络基础设施上能很好的升级,扩容方便,所以在高速率、大容量和长距离传输系统中有广阔的应用前景。本文对CO-OFDM单模光纤系统及其同步算法进行研究,主要包括系统工作原理、不同调制方式下的系统传输性能分析、定时同步算法以及高速率下CO-OFDM的单模光纤通信系统的设计和仿真实现。具体工作内容如下：(1)分析CO-OFDM单模光纤系统的工作原理,在2PSK、4QAM、8QAM、16QAM四种调制方式下,对10.7Gb/sCO-OFDM单模光纤系统的传输性能进行分析和仿真,得出传输容量、传输距离以及系统误码率三者之间是相互矛盾的,增大OSNR能在一定程度上改善系统性能。当系统误码率维持在10-3以内,并采取4QAM调制时,在OSNR为12 dB时,传输距离可达1600 km,当OSNR为增加到19 dB时,系统的最大传输距离为1900公里。(2)针对传统算法对色散敏感,提出一种新的改进算法,该算法的训练符号序列结构是在原有符号的基础上,将第一个已经添加了循环前缀的OFDM符号的尾部复制L长度(即下面结构中的CP2)放在该符号的前面,即利用CP2作为训练序列,L一般大于循环前缀的长度,然后利用伪随机序列将这段复制序列的相位扰乱,具体结构为：[CP2CP OFDM]。在相同仿真条件下,采用Schmidl&Cox算法、Minn&Letaief算法和Park&Cheon算法和改进算法,对1000个定时点对进行仿真比较,改进算法的错误率均值始终保持在12%以下,更适合光纤信道。(3)采用正交带宽复用(OBM)技术和光路结构为2×2 CO-MIMO-OFDM系统模型,从理论上完成传输速率为107Gb/s的CO-OFDM单模光纤系统的设计。对所设计的2×2 CO-MIMO-OFDM单模光纤系统的定时同步进行分析和仿真,表明提出的同步算法在该系统是可行的。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 高速大容量光纤通信系统的发展概况  10-15
    1.1.1 光波分复用(WDM)通信  10-11
    1.1.2 光时分复用(OTDM)通信  11-13
    1.1.3 光码分复用(OCDM)通信  13
    1.1.4 光正交频分复用(OOFDM)通信  13-15
  1.2 CO-OFDM技术的发展  15-18
    1.2.1 CO-OFDM技术的发展现状  15-16
    1.2.2 CO-OFDM系统的特点与优势  16-18
  1.3 本文的主要工作和研究成果  18-20
第二章 CO-OFDM单模光纤系统的传输性能研究及仿真  20-33
  2.1 CO-OFDM的基本理论  20-22
    2.1.1 系统原理框图  20-21
    2.1.2 工作原理  21-22
  2.2 CO-OFDM单模光纤系统的同步  22-26
    2.2.1 定时同步  22-23
    2.2.2 频率同步  23-25
    2.2.3 子载波同步  25-26
  2.3 10.7Gb/s CO-OFDM单模光纤系统  26-30
    2.3.1 CO-OFDM单模光纤系统组成  26-27
    2.3.2 单模光纤信道分析  27-28
    2.3.3 系统调制方式分析  28
    2.3.4 系统仿真结果与分析  28-30
  2.4 QAM调制下系统传输性能仿真  30-31
  2.5 本章小结  31-33
第三章 CO-OFDM单模光纤系统定时同步的研究  33-46
  3.1 符号定时偏差对基于CO-OFDM单模光纤系统性能的影响  33-35
  3.2 基于训练符号的定时同步算法  35-42
    3.2.1 Schmidl&Cox算法  36-38
    3.2.2 Minn&Letaief算法  38-39
    3.2.3 Park&Cheon算法  39-42
  3.3 改进的同步算法  42-45
    3.3.1 改进的符号同步算法理论分析  42-43
    3.3.2 仿真与性能比较分析  43-45
  3.4 本章小结  45-46
第四章 107Gb/s CO-OBM-OFDM单模光纤系统设计  46-55
  4.1 正交带宽复用-正交频分复用(OBM-OFDM)技术  46-48
    4.1.1 正交带宽复用-正交频分复用(OBM-OFDM)原理  46-47
    4.1.2 正交带宽复用实现  47-48
  4.2 2×2CO- MIMO-OFDM单模光纤系统的分析  48-51
    4.2.1 基本原理  48-50
    4.2.2 系统组成  50-51
  4.3 107Gb/S CO-OBM-OFDM单模光纤系统设计  51-54
    4.3.1 系统组成框图  51-52
    4.3.2 系统定时同步分析  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 结论及下一步的工作总结  55-56
参考文献  56-61
发表论文情况说明  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 光波通信、激光通信 > 光纤通信
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