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

1、在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，云計算、在線傳輸?shù)燃夹g(shù)正在普及，人們對高速數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高。在無線通信領(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。在無線通信領(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)勢得了廣泛應(yīng)用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，光OFDM技術(shù)因其對光纖中色度色散（CD），偏振模式色散（PMD）魯棒性較高，近些年來在光纖通信領(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)的主要工作機制為：在發(fā)射端發(fā)射經(jīng)過數(shù)字調(diào)制（QPSK、16QAM）后經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換為電信號，電信號利用馬赫曾德爾調(diào)制器調(diào)制載波光信號的相位，在接收端通過混頻器將光信號下變頻為電信號，再解調(diào)為比特數(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，各個子載波頻域正交，因此系統(tǒng)對頻率偏移和相位噪聲非常敏感。同時，CO-OFDM傳輸?shù)腛F

3、DM符號長度遠(yuǎn)大于單載波符號，為完整的截取符號窗口，更需要對其進(jìn)行符號定時同步。
　　針對如上問題，本文首先針對符號定時偏移對系統(tǒng)的影響進(jìn)行仿真研究，發(fā)現(xiàn)隨著符號長度的增加，接收信號星座圖的旋轉(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，相對于子載波頻率間隔整數(shù)倍的頻移會造成接收端星座的旋轉(zhuǎn)，但是小數(shù)倍的頻移的增大會使接收信號星座圖完全混亂，無法正常檢測信號。最后針對由于激光器線寬引起的相位噪聲以及

4、光纖信道色散對接收信號的色散進(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。在平臺中通過基于循環(huán)前綴的算法進(jìn)行了符號定時同步，通過訓(xùn)練符號進(jìn)行頻率偏移同步，通過頻域插入梳狀導(dǎo)頻進(jìn)行相位噪聲補償及信道估計。通過對CO-OFDM系統(tǒng)的同步及信道估計技術(shù)的相關(guān)算法的仿真，完成了符號定時同步，頻率偏移同步和子載波恢復(fù)的相關(guān)工作。同時，本文中VPI-MATLAB仿真平臺的搭建，相