一种基于限幅的降低相干光OFDM系统非线性效应的方法

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical-orthogonal frequency division multiplexing,简称CO-OFDM)可有效降低光纤色散效应,是近年来光传输领域研究热点之一.由于 OFDM 信号具有较高的峰均值功率比(Peak-to-average Power Ration,PAPR)和较窄的载波间隔,系统对非线性效应十分敏感,严重影响传输性能.文章介绍了一种基于信号限幅的CO-OFDM系统,通过载波选择和信号限幅,有效提高系统非线性容限,同时消除限幅噪声带来的影响.理论分析和仿真结果表明,在不需任何在线色散补偿条件下,基于限幅的CO-OFDM系统在单模光纤中传输960km,系统Q值较传统CO-OFDM系统有2dB提高,可完全消除限幅噪声影响.     

通过恒包络调制提高相干光OFDM系统的光纤非线性容限

相干光正交频分复用(CO-OFDM)对光纤链路中 的色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)具有较强的容忍性,但 是OFDM信号高峰均功率比(PAPR)的特点使其对光纤非线性效应 非常敏感,严重影响了系统传输性能。 本文提出了基于恒包络(CE)调制的方法使得系统中光信号PAPR降低为0dB,从而提高了CO-OFDM系统的非 线性传输性能。仿真结果表明,子载波采用16QAM调制的40Gbit/s单信道CE调制CO -OFDM系统,在经800km无色散补偿、欠色散补偿和周期全色散补偿 标准单模光纤(SSMF)链 路传输后,虽然较传统CO-OFDM存在约1.8dB的代价,但是系统最大 发射光功率分别提高 了6.2、9.3dB。并且,将本文方案应 用 到CO-OFDM和10Gbit/s NRZ-OOK混合传输WDM系统中,信道最大发 射光功率仍获得了5.2dB的提高。因此,本文提出的CE调制方法能有 效地提高CO-OFDM系统在不同传输环境中的光纤非线性容限。     

SLM结合限幅算法提高C O-O FDM系统性能的研究

分析了CO-OFDM (相干光正交频分复用)系统中各个子载波之间的序列相关性对系统性能的影响,并提出了使用SLM (选择映射)法结合限幅算法来降低CO-OFDM各个子载波之间的序列相关性,抑制系统中 FWM(四波混频)效应导致的损伤,以提高CO-OFDM系统性能。理论分析和仿真结果表明,该方法在误码率为10-3的情况下,与SLM法和限幅算法相比,灵敏度分别提高约1.8和3.4 dB。     

限幅SLM算法降低DD-OFDM系统PAPR的研究

提出了限幅SLM(Selected Mapping)算法降低直接检测光正交频分复用系统(DD-OFDM)的峰均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR).SLM算法降低了PAPR出现的概率,但并不能完全限制高PAPR.限幅SLM算法在传统SLM算法基础上对高PAPR信号进行限幅运算,进而将PAPR控制在所需要的范围内,相对限幅算法又改善了系统误码率性能.该算法可以控制高PAPR,进而降低光信号的功率,其有效性在DD-OFDM系统信道仿真中得到证实.     

基于偏分复用技术的CO-OFDM系统模型分析

CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统具有高效的数字信号处理能力,是未来100Gbit/s高速光传输实现的备选方案。文章对PDM-CO-OFDM(基于PDM(偏分复用)技术的CO-OFDM)系统的传输机理及数学模型进行了分析,在此基础上对系统联合信号均衡算法进行了讨论,并通过数值仿真加以验证。结果表明,PDM-CO-OFDM系统采用联合信号均衡可有效抑制PDM带来的噪声影响,实现偏振信号的不敏感接收。在不需偏振控制器的条件下,通过SMF(单模光纤)传输960km后,系统Q值较CO-OFDM系统降低了0.3dB。     

基于冲激响应加窗法的CO-OFDM系统信道估计研究

针对相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中光纤的色散和信号传输过程中噪声对系统可靠性的降低,提出了信道的冲激响应加窗(IRM,impulse response processed with window)算法,在最小二乘(LS)算法的基础上,通过时域加窗将信道冲激响应长度以外的噪声滤除,保证了信道冲激响应长度在OFDM保护间隔之内。在算法复杂度提高并不大的前提下,IRW算法系统误码率(BER)比LS算法降低了近1个数量级。仿真结果表明,在256个子载波的CO-OFDM系统中,BER为10-4时,IRW算法对系统信噪比(SNR)的要求比LS算法低了近2.5dB,而只比线性最小均方误差(LMMSE)算法高0.7dB;并且,IRW算法的复乘次数仅比LS算法高8倍,而比LMMSE算法的复乘次数低32倍。     

联合限幅和μ律压扩抑制可见光通信系统的峰均功率比北大核心CSCD

直流偏置光正交频分复用(DC-biased optical orthogonal frequency division multiplexing,DCO-OFDM)可见光通信(visible light communication,VLC)系统具有较高的峰均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR)。为解决此问题,提出一种联合限幅和归一化μ律压扩算法抑制DCO-OFDM系统的PAPR。首先,该联合算法利用限幅操作对时域信号中的大峰值信号进行削波来降低信号的幅值;其次,对限幅后的信号再进行压扩变换。通过这种联合算法,DCO-OFDM系统的PAPR可以显著降低。实验仿真结果表明,当采用16QAM调制方式,互补累计函数的值为10^(-3)时,相比较于联合限幅和传统μ律压扩算法,此联合算法的PAPR下降了约2.206 dB。     

基于符号映射分析的CO-OFDM系统信道估计研究

针对相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中光纤信道快变对系统可靠性和有效性的降低,设计了一种符号映射分析(ASM,analysis of symbols mapping)算法,通过对接收到的OFDM符号星座图进行分析,不断地对由信道估计得到的传递函数进行修正,在不需要大量导频的情况下能快速跟踪信道的变化。仿真结果表明:在40Gb/s的快变光纤信道CO-OFDM系统中,信噪比(SNR)为10dB,在误码率(BER)为10-3时ASM算法比常规的迫零估计(ZFE,zero forcing estima-tion)算法需要的导频间隔减小了1/2;在导频间隔为10、BER为10-3时,ASM算法比常规的ZFE算法有约3.5dB的SNR改善。     

CO-OFDM系统中利用阈值功率点改进的后向传输补偿算法

采用后向传输(BP)补偿算法补偿相干光正交频分复用(CO-OFDM)通信系统的非线性损伤是一种具有应用前景的方法。本文针对后向传输(BP)补偿算法计算复杂度高的问题,根据相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统中非线性损伤与光功率的关系,通过选取合适的阈值功率点降低BP补偿算法的高计算复杂度。仿真结果表明,提出的方法可以大大降低BP补偿算法的计算复杂度,同时克服了传统算法过补偿的缺点,系统性能也得到提升。在100Gbit/s的CO-OFDM系统中,采用衰减因子为0.2dB/km的零色散光纤,信号传输3 200km(32×100km),光信噪比(OSNR)为16dB时,在选取合适的阈值功率点后,所需的BP补偿步骤数目由传统算法N=61降低为N=13,计算复杂度仅为原来的13/61。此外,采用改进的BP补偿算法补偿之后,系统的Q因子增加了0.204dB。     

相干光正交频分复用系统偏振模色散研究

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)具有良好的色散抑制性能及简单有效的信号均衡算法,是近年来光传输领域的研究热点之一。偏振模色散严重影响高速传输,色散均衡复杂,计算负荷较大。文章介绍了一种基于偏振复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)和偏振分集接收(Polarization Diversity Receiver,PDR)的CO-OFDM系统(MIMO CO-OFDM),可有效实抑制一阶PMD,并对系统信号传输机理及均衡算法以进行了数学分析。分析和仿真结果表明,在不需任何偏振控制器条件下,CO-OFDM系统可实现偏振光的不敏感接收,以10Gb/s的速率通过单模光纤传输800km,系统Q值保持在15dB以上。