面向CO-OFDM传输系统的相位噪声补偿研究

摘要

CO-OFDM系统兼具相干光通信与OFDM技术的优势，具有抗干扰能力强、频带利用率高、传输速率快、检测灵敏度高等优点，拥有广阔的应用前景。但是CO-OFDM对相位噪声非常敏感，因而研究CO-OFDM系统中相位噪声的补偿方案有着重要意义。本文重点研究了两种基于导频的相位噪声补偿方案，对两种方案的补偿效果进行了仿真，分析了不同参数条件对补偿效果的影响，并提出了一些改进方案，以实现对补偿性能的优化。
　　本文首先叙述了CO-OFDM系统的基本理论，阐释了相位噪声补偿的意义。然后分析了相位噪声的产生机理，为所提出的补偿方案提供了理论基础。
　　其次，对基于射频导频(RFP)的补偿方案进行了研究。先介绍了RFP相位噪声补偿
　　方案的原理，并提出了添加保护带以及过采样技术以提高性能的优化型的方案(E-RFP)。该方案通过在射频OFDM信号的中心加载带有固定信息的导频，然后在接收端提取导频中的相位信息，与原导频信息进行对比分析后用于补偿相位噪声。该方案的系统结构紧凑，算法复杂度较低，且可以进行在线补偿。经研究发现，E-RFP对于不同参数下CO-OFDM系统的相位噪声均有较好的抑制效果。在BER为10-3数量级的指标下，相对于有保护带的RFP方案，采用E-RFP方案的CO-OFDM系统的传输距离可提升300~500km。
　　最后，对基于子载波导频(SPA)的补偿方案进行了研究。先介绍了SPA补偿方案的原理，并分析了该方案与RFP补偿方案的不同点。该方案与RFP方案的差别在于，SPA使用多个子载波传输固定的导频信息，导频子载波与信号子载波在链路中交错传输。该方案可以实现1600km传输距离下，BER为10-3数量级的指标。并针对SPA补偿方案存在的问题提出了一种优化型的SPA改进方案，采用了数据相关的算法，即加载的导频信息与数据相关。改进后的方案在接收端无需导频初始相位信息即可实现相位噪声补偿，并减少了相同补偿效果下SPA方案所需的导频子载波数目，降低了系统开销。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 课题研究现状

1.3 论文主要内容及工作安排

2 CO-OFDM系统基本原理与系统结构

2.1 OFDM基本理论分析

2.2 CO-OFDM调制解调实现

2.3 CO-OFDM系统的参数选取

2.4 本章小结

3 基于射频导频的相位噪声补偿研究

3.1 相位噪声的产生机理

3.2 基于射频导频的相位噪声补偿原理

3.3 仿真实验平台的搭建

3.4 仿真实验结果与分析

3.5 本章小结

4 基于子载波导频的相位噪声补偿研究

4.1 基于子载波导频的相位噪声补偿原理

4.2 仿真实验平台的搭建

4.3 仿真实验结果与分析

4.4 对子载波导频补偿方案的改进

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录