OFDM-PON系统性能优化研究

摘要

随着未来接入网高速率、大带宽和宽覆盖的迅速发展，正交频分复用（OFDM）以其频谱利用率高，抗窄带干扰能力强以及能够克服信道的频率选择性衰落等优点被通信界认为是解决接入网业务多元化以及带宽受限等问题的可靠技术，在各大数字化通信领域、IEEE802.11无线局域网和4G移动通信系统中已经被广泛应用。为了满足光通信中急速增长的用户信息量以及多元化业务的要求，寻求下一代光接入网的新型技术也势在必行。
　　在PON（无源光网络）系统中加入OFDM技术已成为了光接入网NG-PON2的研究热点之一。相比于其他PON系统，把OFDM技术应用在PON系统中不仅综合了 OFDM技术频谱效率高的优势，还使得系统带宽的调度分配方式更加灵活，抗色散能力更强。OFDM-PON系统被认为是解决未来光接入网带宽“最后一公里”瓶颈的主流方案。
　　论文介绍了OFDM技术和OFDM-PON系统的发展历史及研究现状，以及其基本原理和相关技术，重点围绕OFDM-PON系统性能的优化进行了研究。首先把低密度奇偶校验（LDPC）码引入到OFDM-PON系统中，利用LDPC码的高编码增益对系统性能进行优化。通过仿真对OFDM-PON系统中下行传输经未编码、背靠背未编码，以及采用LDPC-OFDM编码调制的性能进行对比，结果显示在20km的单模光纤上LDPC码对OFDM-PON系统的性能有了明显改善。文章中还通过对比研究分析了LDPC码的不同构造方式和不同译码算法对OFDM-PON系统性能的影响。
　　其次论文通过分析 OFDM信号产生的高峰值平均功率比（PAPR），研究了光OFDM信号在传输过程中产生的高PAPR对光传输系统的影响。并在已有的峰均比抑制技术论述分析下，论文提出了一种经LDPC编码后的改进选择映射（SLM）法和限幅法联合的方法来抑制OFDM信号的高PAPR，达到抑制光OFDM信号峰均比的目的，实现OFDM-PON系统中发射机的信号的PAPR的抑制，进而通过提高光OFDM信号的质量来改善OFDM-PON系统的性能。通过仿真分析来验证联合改进法的OFDM-PON的下行传输性能，仿真结果显示OFDM-PON系统采用联合改进法能够很好的抑制 OFDM信号的峰均比和降低光器件引发的非线性效应，而且改进后的联合法在降低OFDM的高PAPR的基础上，还降低了普通SLM技术引入的边带信息的影响，从而提升系统的性能。

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1 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的研究内容及组织结构

2 OFDM-PON的基本原理和系统结构

2.1 正交频分复用（OFDM）技术

2.2 无源光网络（PON）技术

2.3 OFDM-PON原理

2.4 本章小结

3 LDPC码对OFDM-PON系统的优化

3.1 LDPC码的定义与构造

3.2 LDPC码的编码与解码

3.3 基于LDPC码对OFDM-PON系统的优化

3.4 本章小结

4联合改进法抑制OFDM-PON系统的PAPR

4.1 PAPR对OFDM-PON系统传输性能的影响

4.2 传统抑制PAPR的方法

4.3 联合改进法抑制OFDM-PON系统的PAPR

4.4 本章小结

总结

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果