8×40 Gbit/s全光OFDM系统的传输性能研究

通过对基于傅里叶变换过程的全光OFDM(正交频分复用)进行理论模型分析,采用马赫-曾德干涉仪级联的方式构造出复用/解复用模块,在光域上直接进行IDFT/DFT(离散型傅里叶逆变换/离散型傅里叶变换)过程。在DPSK(差分相移键控)调制、DQPSK(差分四相相移键控)调制、4QAM(2阶正交幅度调制)和16QAM(4阶正交幅度调制)下,利用全光复用/解复用模块模拟了8×40Gbit/s无保护间隔的OFDM系统传输,对误码率等性能作出分析。     

40 Gbit/s全光异或门性能仿真

为了提高基于SOA-MZI结构的全光异或门的输出消光比,优化系统性能,将SOA和HNLF相结合,在光通信系统设计软件OptiSystem7.0仿真平台上搭建了基于SOA-MZI的全光异或仿真实验模型,对两路40 Gbit/s的RZ码数据信号进行了全光异或仿真实验。利用HNLF的非线性效应设计了一种优化结构对基于SOA-MZI的全光异或输出信号进行优化,并对优化前后的信号时域波形图和系统眼图进行了比较分析,通过多次反复实验得到一组最佳的系统参数,使得基于SOA-MZI的全光异或门的输出消光比从10 dB提高到约28 dB。实验结果表明:常规的基于SOA-MZI的全光异或门由于相消干涉不彻底造成输出消光比较低,而经过优化,很好地解决了这种问题,提高了异或输出消光比,优化了系统性能。     

400 Gbit/s全光OFDM高速系统性能研究

AO-OFDM(全光正交频分复用)技术是利用光处理方式实现多载波和OIDFT(光离散傅里叶逆变换)/ODFT(光离散傅里叶变换),其优势在于能提高处理速率、降低能量消耗。文章结合AO-OFDM技术和单通道100Gbit/s DP-QPSK(双偏振四相相移键控)高阶调制技术,实现了谱效率达到2.7bit/s/Hz的400Gbit/s高速传输系统,在色散完全补偿情况下,实现了最大SEDP(谱效率-距离积重)为3 564km.bit/s/Hz的传输,并利用插入12.5%循环前缀的方式,使得系统色散容限达到70ps/nm。实验结果表明,采用AO-OFDM技术的系统具有优良的传输性能,可以作为下一代400Gbit/s高速传输系统实际应用的方案。     

基于FPGA的实时光OFDM发射机的研究

基于Xilinx现场可编程门阵列(FPGA)实时产生正交频分复用(OFDM)信号,其中包括伪随机二进制序列发生器(PRBS)实现、完全并行运算反傅里叶变换(IFFT)技术的应用以及数模转换(DAC)接口电路的设计等,OFDM电信号解调后的星座图具有较好的收敛性,相应的误差矢量幅度(EVM)为4.42%。当发射机与接收端存在采样频率偏差时,各子载数据产生不同的相位旋转,系统误比特率(BER)显著升高,采样频率同步后系统性能得到明显改善。通过搭建强度调制直接检测光OFDM(O-OFDM)实验系统,传输200km标准单模光纤(SSMF)后,在接收端对O-OFDM信号进行了离线处理,与背靠背(BTB)传输相比,光功率代价小于0.6dB,实验结果表明,所设计的O-OFDM发射机具有较好的性能。     

OFDM调制中高速FFT处理器的设计与实现

通过对通用算法对比和分析，介绍了一种利用混合基、多块存储器的原位算法构成、能够实现持续处理的多模式FFT处理器的设计和实现。该FFT处理器采用类似块浮点的数据收缩方法，结构简单、速度高、性能好、功耗低，不仅满足高速计算的要求，而且减小了硬件实现的复杂度、易于FPGA实现，因此可以适用于多载波OFDM调制系统中。     

OFDM调制中高速FFT处理器设计的新方法

在宽带OFDM系统的实现中,FFT处理器是一个关键部分。通过对传统分裂基结构的改进,提出了适用于OFDM系统的FFT处理器的新方案。在方案中采用流水方式保证系统的速度,在计算、通信和存储间取得平衡,使取数据、计算旋转因子、复乘、DFT等操作协调一致,避免了瓶颈的出现。并且与以往提出的FFT处理器的方案进行比较,证明这种新方案采用了较少的乘法器数目以及较少的存储单元,提高了器件利用率。     

OFDM系统中多导频的FFT信道估计算法

论文提出了OFDM系统中基于FFT的信道估计方法,包括基于时域插值及变换域插值方法。时域插值算法的理论基础是利用FFT频域采样定理,可由频域有限频点的采样值经过IFFT／FFT得到整个频域传输函数的估计值,而不发生混叠。变换域插值算法的理论基础是利用FFT时域抽样定理,利用OFDM信号特点和信道特性,经过FFT／IFFT将信号和噪声分离,并在此基础上进行加窗改进算法,以减小插值中的频谱泄漏,提高估计效果。仿真结果说明,加窗的基于FFT变换域的方法性能有了很大改善。     

FDM调制解调中高速(Ⅰ)FFT硬件设计

提出了一种64点,512点和1024点(Ⅰ)FFT((逆)快速傅里叶变换)的硬件实现方法,适合应用在正交频分复用(OFDM)系统中,实现时采用了16位精度的复数来表示输入输出数据.该算法在运算过程去除了所有的乘法器在运算过程中没有使用乘法器,使得运算速度得到较大地提高.     

OFDM系统中流水线型FFT(IFFT)处理器设计

通过流水线结构和乒乓RAM相结合,改进了时域抽取的Radix-4算法,实现了一种适合于OFDM系统的高效流水线型FFT(IFFTI)处理器的VLSI设计.在时钟频率125 MHz下,完成一次1024点16 bit位长的复数FFT需时49.57μs.     

基于OFDM系统在pre-FFT域的波束形成

为了解决用户多,频谱资源少和系统容量不够的问题,文中主要研究了在正交频分复用（OFDM）系统中时域波束形成原理,运用OFDM的调制技术与智能天线中的波束形成相结合,从而来提高系统容量。并通过MATLAB仿真结果来比较广义旁瓣对消（GSC）,线性约束最小方差（LCMV）和最小方差（MV）算法在OFDM系统中的性能。通过仿真结果表明,广义旁瓣对消算法和线性约束最小方差算法比最小方差算法的效果要好,旁瓣对消效果比较明显。     

基于光移相器的全光正交频分复用技术研究

为了克服光正交频分复用系统中傅里叶变换和数模转换实现的＂电子瓶颈＂,达到提高系统传输速率的目的,采用光延迟器和光移相器构建全光离散傅里叶逆变换（IDFT）和离散傅里叶变换（DFT）的方法,设计一个3路全光IDFT/DFT模块,利用Optisystem软件平台仿真实现一个3×40Gb/s的全光正交频分复用实验系统,并分析系统性能,获得发射光脉冲宽度与系统传输误码率的关系,得到了光脉宽越大误码率越大的结论。     

基于时间透镜的高速光纤频域IM/DD传输系统

探讨了采用时间透镜来实现时间-频率间的傅里叶变换原理,给出了时间透镜的系统构成,设计了基于时间透镜的正交频分复用系统。仿真实验表明,基于时间透镜的高速光纤频域IM/DD传输系统,在传输速率大于10Gb/s时,比传统的IM/DD系统抗色散性能优势明显、性价比高且实用性强。     

WIMAX系统中可配置FFT/IFFT的设计与实现

针对WIMAX系统中变长子载波的特点,通过采用流水线乒乓结构,以基2、基4混合基实现了高速可配置的FFT/IFFT。将不同点数的FFT旋转因子统一存储,同时对RAM单元进行优化,节约了存储空间;此外对基4蝶形单元进行优化,减少了加法和乘法运算单元。仿真和综合结果表明,设计满足了WIMAX高速系统中不同带宽下FFT/IFFT的要求。     

光正交频分复用信号垂直泵浦全光波长变换研究

理论分析了一种基于垂直泵浦结构光半导体放大器(SOA)的偏振无关光正交频分复用(OOFDM)信号波长变换模型,实验证明了基于SOA-四波混频(FWM)的OOFDM信号波长变换的可行性,观测到OOFDM在SOA引入噪声而带来的信号劣化。实验成功实现了2.5Gbit/s光OFDM信号的波长变换,其误码率为1×10-3的接收机功率代价可以忽略,其极化敏感度小于3dB。     

FFT算法在OFDM中的应用研究与设计

针对当前高速数据传输技术中多径效应,符号间干扰的缺陷,提出了正交频分复用（OFDM）系统的设计方案。该方案利用快速傅里叶变换FFT实现调制和解调。这里以Quartus Ⅱ为平台用VHDL语言编程实现各模块,设计了FFT处理器。通过综合仿真和时序分析与MATLAB仿真结果比较验证其正确可行。该系统可以解决高速信息流在信道中的传输问题,可以有效地对抗多径效应,消除符号间干扰,实现数据的高速传输。     

基于偏振复用的单边带光生毫米波传输系统的研究北大核心CSCD

光子辅助的毫米波通信因其超带宽优势在下一代宽带无线接入网中有着广泛的应用前景,本文基于单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(dual-polarization Mach-Zehnder modulator,DP-MZM)的光路结构产生了频率稳定的偏振复用毫米波信号,联合VPI与MATLAB仿真环境对单边带(single sideband,SSB)偏振复用四相相移键控(polarization-division-multiplexing,PDM)quadrature phase shift keying,QPSK、16阶正交幅度调制(16-ary quadrature amplitude modulation,16QAM)和32阶正交幅度调制(32-ary quadrature amplitude modulation,32QAM)信号分别实现了70 km、65 km与50 km的有效传输,并结合概率整形(probability shaping,PS)技术在28 GHz波段上,以相同净比特传输速率对比分析了均匀16QAM与PS-16QAM,均匀32QAM与PS-32QAM的SSB矢量毫米波(millimeter wave,MMW)信号在光纤传输条件下的误码率(bit error rate,BER)性能。仿真结果表明:在相同净比特速率,以硬判决阈值3.8×10^(-3)为判断条件,在普通单模光纤(single-mode fiber,SMF)传输系统中,PS-16QAM/32QAM信号光功率约有0.3 dBm的提升,非线性光纤(nonlinear fiber NLF)传输系统中,PS-16QAM信号光功率约有0.8 dBm的提升,PS-32QAM信号光功率约有0.5 dBm的提升,结果表明:经过PS后的MMW信号光纤传输性能有明显改善。     

光OFDM系统中削波噪声的建模与研究

针对光正交频分复用(OFDM)系统中峰值平均功率比(PAPR)较高的缺点,研究了削波法降低PAPR的原理;根据这一原理,通过大量数据分析计算,建立了基于MQAM调制下光OFDM系统中的削波噪声模型;由所建立的模型,直接计算得出不同调制下光OFDM系统削波后的误符率。仿真结果表明,每种进制调制下,根据本文建立的削波噪声模型与OFDM具体系统模型仿真所得到的两条曲线基本吻合,并且这两条曲线在不同削波比下的最大均方误差(MSE)不超过1.26×10-2。这充分论证了所建立的削波噪声模型的可行性与适用性。     

基于半导体光放大器的新型全光逻辑与门

为了实现基于半导体光放大器的全光逻辑与门,采用了在半导体光放大器构成的马赫-曾德尔干涉仪的基础上,注入外部连续光的方法.以半导体光放大器速率方程为基础,对设计方案进行了理论分析和仿真验证,取得了不同重复周期、不同脉冲宽度的光脉冲序列经过全光逻辑与门操作后的输出数据.结果表明,该方案能对传输速率为10Gbit/s或以下的信号进行正确与运算,同时,外光注入可以有效提高半导体光放大器信号处理速度.这一结果对基于半导体光放大器的全光逻辑的设计是有帮助的.     

基于半导体光放大器的新型全光逻辑与门

为了实现基于半导体光放大器的全光逻辑与门,采用了在半导体光放大器构成的马赫-曾德尔干涉仪的基础上,注入外部连续光的方法。以半导体光放大器速率方程为基础,对设计方案进行了理论分析和仿真验证,取得了不同重复周期、不同脉冲宽度的光脉冲序列经过全光逻辑与门操作后的输出数据。结果表明,该方案能对传输速率为10Gbit/s或以下的信号进行正确与运算,同时,外光注入可以有效提高半导体光放大器信号处理速度。这一结果对基于半导体光放大器的全光逻辑的设计是有帮助的。