相干光正交频分复用系统中降低信号峰均功率比技术的研究

摘要

基于相干探测技术的正交频分复用系统由于在对抗色度色散和偏振模色散方面良好的性能，被广泛应用于长距高速光纤通信系统中。该系统明显的缺点是对相位噪声、频率偏移十分敏感，并且发送的时域信号有较高的峰均功率比。相位噪声和频率偏移会造成严重的符号间串扰，这种劣化可以通过均衡算法得到一定程度的纠正；较高的峰均功率比会带来严重的非线性效应，这种缺陷由多载波调制本身的性质决定，通过均衡算法很难改善，因此仍然是一个亟需解决的问题。
　　本文主要研究了相干光正交频分复用系统中降低信号峰均功率比的方法，通过对已有技术的研究，分析了影响峰均功率比的因素；进而探讨了三维星座点映射技术在降低峰均功率比方面的优势以及在相干光正交频分复用系统中的传输性能优势。
　　首先，对载波干涉技术、部分传输序列技术、高级载波干涉技术和三维星座映射技术系统的峰均功率比性能进行了对比分析。结果表明，基于三维星座映射技术的信号峰均功率比比另外三种技术分别降低3.5dB、2.3dB和1.5dB（10-2的概率下）。
　　其次，利用光通信仿真平台 VPI搭建了相干光正交频分复用系统，并测试了这几种技术对应的系统的误码率性能和非线性抑制能力。
　　最后，在相干光通信实验平台上，重点对基于三维星座映射的相干光通信系统进行了实验分析，完成了100km标准单模光纤，16.27Gb/s的相干传输实验，并对相应的二维传输系统进行了测试，结果表明三维映射系统在非线性抑制能力上可以提高2dBm，同时误码率性能提升7.5dB。为了弥补三维系统本身的缺陷，本文提出了三维无载波幅度相位调制正交频分复用系统，并进行了性能分析。

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1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.3 课题研究工作及论文主要内容

2 OFDM相关技术及PAPR的抑制技术

2.1 OFDM技术的基本原理以及PAPR的定义

2.2 基于概率类的PAPR抑制方法

2.3 本章小结

3 PAPR的性能对比和VPI系统仿真

3.1 相关技术的PAPR性能对比

3.2 基于VPI的1000km-CO-OFDM光纤传输系统的性能对比

3.3 本章小结

4 100km-16.27Gbps-3D-CO-OFDM实验性能分析

4.1 3D-CO-OFDM实验系统

4.2 系统均衡算法的影响

4.3 3D-CO-OFDM系统的误码率性能和非线性性能

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 论文展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文及申请专利