高速相干光正交频分复用系统实现方案研究

相干光正交频分复用系统（Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, CO-OFDM）作为未来高速光通信的重要解决方案,是近年来光传输领域的研究热点。高速CO-OFDM系统需要较高带宽的模数/数模转换器（DAC/ADC）,目前技术水平难以达到。文章改进了正交频带复用技术（Orthogonal Band Multiplexing , OBM）的光域实现方案;结合偏振复用技术和偏振分集接收,提出了基于OBM的100Gb/s高速CO-OFDM系统;并对系统传输性能进行数字仿真。结果表明：基于OBM技术的MIMO CO-OFDM系统可有效降低对DAC/ADC的处理速度要求,在不需任何在线色散补偿和偏振控制器件条件下,通过单模光纤传输800km,系统Q值保持在13dB以上。     

相干光正交频分复用系统中的一阶偏振模色散研究

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)以其较好的色散抑制性能和简单有效的信号处理技术,是近年来光传输领域的研究热点。对于高速CO-OFDM传输系统,偏振模色散(Polarization-mode-dispersion,PMD)带来OFDM信号展宽及输出偏振态的不同,严重影响系统传输性能。文章对一阶PDM影响下CO-OFDM系统(PMD-CO-OFDM)的数学模型和作用机理进行分析,并通过仿真加以验证。结果表明,一阶PMD效应对OFDM信号附加与子载波频率相关的余弦因子,降低系统传输性能,通过信道均衡可有效去除此影响;另外,PMD效应一定程度上减弱子载波相关性,可抑制系统光纤非线性效应,在不考虑色散条件下PMD-CO-OFDM系统以10Gb/s的速率在单模光纤传输240km,差分群时延为50ps时较30ps系统Q值提高约0.2dB。     

正交频分复用系统信道估计技术研究

在OFDM系统中,为了能达到系统需要的解码要求,必须进行准确的信道估计.首先介绍了OFDM系统基本原理,对基于叠加训练序列的OFDM系统信道估计算法进行了仿真分析,并比较了在不同ρ值情况下的性能,从而存在一个最优的ρ值取得最好的估计性能.     

光正交频分复用通信的原理、关键技术及其应用

光正交频分复用技术是一种将电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的新型光通信技术,具有高频谱利用率、有效抵抗光纤链路中的色度色散、偏振模色散和非线性效应等优点,在大容量、长距离光纤通信系统和光接入网中有着广阔的应用前景。介绍了光正交频分复用(O-OFDM)系统的工作原理、结构及其关键技术的国内外研究现状,讨论了O-OFDM应用有待深入研究的技术和问题,展望了O-OFDM技术的发展趋势和应用前景。     

基于雪崩二极管的光正交频分复用系统接收机

提出了一个完整的高灵敏度光正交频分复用(OOFDM)系统,以实现高速长距离传输。实验中,将10Gbit/s的4QAM调制OOFDM信号在光纤中传输了50km,直接探测后得到的星座图和误码率都达到了良好的效果。在此基础上,对比了采用雪崩二极管(APD)和传统的光电二极管(PIN)两种不同的探测方式,结果发现,使用APD探测使得OOFDM系统接收的灵敏度提升了5.2dB。     

用于频分复用相干光纤通信的半导体激光器稳频系统

本文以Fabry-Perot干涉仪为鉴频器,并利用其众多梳状透过峰,实现了若干半导体激光器的稳频,相对频率稳定度可达10~(-11)量级(τ=10s)。还实现了数个激光器对一主激光器的频率跟踪。     

光正交频分复用技术的原理、应用与发展

由于光正交频分复用具备自适应色散补偿能力,它在大容量、长距离光通信系统中有广阔的应用前景.文章主要介绍光正交频分复用技术的基本原理,跟踪该技术目前在国际上的发展状况,讨论其存在的主要技术问题,并展望它在未来的发展.     

可见光通信极性索引正交频分复用技术研究

为了抑制可见光通信(VLC)正交频分复用(OFDM)系 统发光二极管(LED)非线性限幅失真,提出了一种极性 索引OFDM(PIM-OFDM)调制方式。PIM-OFDM通过两个模块分别传输直流偏置 光OFDM(DCO-OFDM)双极性信号的极性信息和幅度信息。在第1模块中,对双极性信号的正 负极性编码并使用 OOK信号传输。在第2模块中,对双极性信号取绝对值得到幅度信息。在相同条件下,PIM- OFDM系统 性能比非对称限幅OFDM(ACO-OFDM)系统提升了接近 3dB。在光功率约束 条件下,在最 大有效(SNR)原则下得到了直流偏置和输入信号的最优功率分配。 仿真结果表明:光功率约束较小时,有 效SNR随着直流偏置增大而变小;光功率约束较大时,有效SNR随着直流 偏置增大会先增大后减小。 实验结果表明:在相同传输速率的情况下,PIM-OFDM误码率(BE R)性能要比ACO-OFDM提升1个数量级。     

Comparison of coded orthogonal frequency division multiplexing and multicarrier code division multiple access systems for power line communications

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and multicarrier code division multiple access (MC‐CDMA) systems are comparatively evaluated for power line communications (PLC) in a frequency‐selective fading environment with additive coloured Gaussian noise which is used to model the actual in‐home power line channel. OFDM serves as a benchmark in order to measure the performance of various MC‐CDMA systems, since multicarrier modulation systems are considered the best candidate for this kind of channel. Both single‐user and multi‐user cases are taken into account, making use of the appropriate combiner schemes to take full advantage of each case. System efficiency is enhanced by the application of different coding techniques, a fact which shows that powerful coding can make the difference under such a hostile medium. The impact of block interleaving is investigated, while the simulation examines how different modulation schemes fair under the imposed channel conditions as well. The performance of the system is assessed by the commonly used bit error rate vs signal‐to‐noise ratio diagrams and there is also a comparison regarding throughput efficiency among all the tested systems. As stated in Section 4, a promising PLC application is attained. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于CPLD的伺服系统正交脉冲的分数分频

在交流伺服系统中,对电机编码器反馈的正交脉冲信号进行分频,并发送至上位机对构成全闭环系统非常必要。为了能够实现对编码器正交脉冲信号的分数分频,并保证分频得到的脉冲方向正确,数量符合要求,仍以正交形式反馈给上位机,本文研究了伺服系统中分数分频的基本原理及分频过程,采用Altera公司的QUARTUS II软件和CPLD产品EPM1270进行设计,通过软件仿真和实验测试,证明分频器在伺服系统中应用的可行性,有较强的工程应用价值。     

星地光通信链路大气湍流衰落特性研究

针对大气湍流中gamma-gamma分布的光强起伏,建立了星地光链路的衰落统计模型,研究了不同天顶角星地光通信链路的衰落概率、平均衰落次数及平均衰落时间等关键参数的统计特性.结果表明:减小天顶角和提高接收端探测灵敏度均可以极大的减少衰落概率和平均衰落次数,而不能显著缩短平均衰落时间,星地光链路的平均衰落时间为毫秒量级.     

基于OFDM无线通信系统的线性回归频偏估计算法

为了适应 60 GHz新型 WiFi 对频偏同步的要求, 提出了一种基于 IEEE802.11ad - 2012 修正案系统 的 线性回归频偏估计 (LROE)算法 。 算法将接收到的前导序列与本地序列进行互相关运 算,然后提取 互相关 值的 相位角进行线性回归计算 , 估计出频偏值。 从理论 推导了算法在高斯信道和多径信道下 的 抗噪声 和 抗多径 性能。 在 多径 信道仿真中, 本算法 的频偏 估计精度优于传统自相关算法 3个 数量级, 满足了系统 对高精度频偏估计的要求。 在全系统仿真中,对比研究了本算法和自相关算法对系统 误比特率(BER)性能 的影响, 并与无频偏对照组仿真进行对比。 LROE 算法的 BER 明显优于自相关算法。 仿真研究表明, LROE 算法基 本消除了频偏对系统BER的影响, 其性能 达到了无频偏 系统 的效果 ,达到了 60GHz 系统对频偏同步的 要求。     

光纤通信空分复用技术研究进展分析

带宽容量需求的快速增长驱动光纤通信技术不断演进,目前多芯光纤复用、少模光纤复用、少模多芯光纤复用和轨道角动量模式复用等空分复用技术成为业界的关注焦点.基于此,对空分复用技术涉及的新型光纤设计、模式转换与控制、信道复用/解复用、光放大等关键技术及其研究进展进行了分析,同时对其技术特征进行了对比总结,并对光纤通信空分复用技术目前存在的问题和未来发展的应用前景进行了探讨和展望.     

可见光通信OFDM系统抗多径干扰性能研究

研究可见光通信OFDM系统在多径衰落信道中的传输性能.分别使用16-QAM和OFDM调制对声音和文本信源在多径衰落信道中进行传输,比较不同调制方式的传输效果.传输文本文件时,分析了误码率随衰落系数以及路径时延变化的关系.结果表明:可见光通信OFDM系统在多径衰落信道中传输,能克服多径效应,降低误码率,获得较为满意的通信质量.     

Peak-to-average power ratio of selective mapping technology involving a phase generation mechanism based on polar codes for orthogonal frequency division multiplexing with index modulation systems

In this paper, a novel selective mapping (SLM) method is proposed for reducing the peak-to-average power ratio (PAPR) of orthogonal frequency division multiplexing with index modulation (OFDM-IM) systems. In the proposed method, polar codes are used to construct the SLM phase generation mechanism. This systematic structural design is superior to conventional methods in which phases are randomly generated. Moreover, polar codes and Reed–Muller codes are selected to protect the input data of the OFDM-IM system. The weight distribution of the Reed–Muller codes is then used to determine the location data of the active subcarriers in the OFDM-IM system, and these data are used to determine the error correction capacity. Simulation results indicated that the PAPR improvement achieved using the proposed method is similar to that achieved with conventional SLM methods. Moreover, linear block codes are used to construct the active subcarrier selection and SLM phase generation mechanisms to ensure that both mechanisms have systematic structural designs.     

可见光通信与电力线融合技术研究

研究了将可见光通信与电力线通信技术相结合的一种新的覆盖方式;建立了可见光与电力线混合系统的仿真平台,并对其性能进行了验证。     

Adaptive orthogonal frequency division multiplexing channel capacity employing diversity in cellular fading environments with symmetric scattering distributions

Gaussian and hyperbolic angle‐of‐arrival probability density functions are used to derive channel capacity of orthogonal frequency division multiplexing transmission employing diversity techniques and adaptive policies in cellular wireless fading environments. The intercarrier interference (ICI) power is quantified and given as a function of Doppler shift f_d, symbol duration T_s, frequency correction ζ and propagation ratio τ. Two scattering distributions, which have been shown to closely fit experimental empirical data, are examined in this paper: (i) Gaussian and (ii) hyperbolic. A new signal‐to‐interference‐and‐noise ratio probability density function is derived as a function of the ICI power using diversity techniques and adaptive policies. From that, effects of f_dT_s, ζ and τ on channel capacity can be discussed. The main contribution of this work is to model ICI as a function of f_d and symbol duration T_s. Two diversity techniques are considered: (i) maximal ratio combining and (ii) selective combining. Three adaptive policies are studied: (i) optimal rate adaptation, (ii) optimal rate and power adaptation and (iii) channel inversion with fixed rate. Closed‐form expressions and bounds on various channel capacity with orthogonal frequency division multiplexing transmission under different scenarios are derived. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于低压电力线载波通信方法的比较

在详细介绍低压电力线载波数据通信的特点和原理及通信方法的基础上,对各种通信方法进行全面的分析比较．对新的低压电力线载波通信方法的研究具有重要的借鉴和指导意义。     

散射效应对FSO-OFDM系统的影响研究与仿真

为了研究了大气散射效应对光信号的影响,以雨粒子为例,从其物理特性出发,应用Mie散射理论和Joss雨滴谱分布,计算了雨粒子对光波传输的衰减,在此基础上分析了光散射效应对自由空间光通信-正交频分复用系统性能的影响。结果表明,在散射信道中,自由空间光通信-正交频分复用系统的性能主要取决于散射造成的光强度起伏方差,其次为散射造成的光强度衰减系数。     

基于多载波复用多模光纤通信系统的设计与分析

分析了多模光纤高频带通区域的传输特性,提出一种基于多载波复用的多模光纤通信系统.对该系统的传输特性进行了分析和仿真,结果表明:系统所用载波数是影响系统性能的重要因素;选取合适载波数,该系统可将10.2Gb/s的数据传输1km、将2.5Gb/s的数据传输4.2km;增大激光器的发送功率可以显著增加系统的传输距离.