DCO-OFDM系统中低复杂度定时同步算法与性能优化研究
发布时间：2020-10-25 21:14
正交频分复用(OFDM)技术可以有效的解决无线环境中的多径效应引入的频率选择性衰落问题并且具有高效的频谱利用率等优点,已被广泛应用于传统通信系统中。随着互联网技术的不断发展,使得短距离通信系统(如接入网与数据中心)的数据传输速率急剧增加。采用传统二进制通断调制方式,由于其频谱利用率低以及色散抵抗能力差,往往需要采用波分复用技术与复杂的色散补偿方法才能增加系统的传输容量,且单波长的传输速率并未得到提升。光OFDM技术可以有效抵抗光纤色散且具有高频谱效率等优势,已被视为未来实现高速光通信系统的关键技术之一。本论文针对直接检测的直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)系统,使用数值仿真与实验方法对关键数字信号处理(DSP)算法与传输性能优化算法进行了研究,主要研究内容有:1.针对不同点数FFT的DCO-OFDM系统,采用数值仿真结合实验的方法研究了基于训练序列的低复杂度定时同步算法。基于训练序列的互相关性与最大值搜索方法的定时同步方法可以获得准确的定时同步,但实现过程中需要使用大量的乘法运算,复杂度非常高。基于训练序列符号位仍然具有很好的互相关性,结合门限判决的方法,在很大程度上降低了定时同步算法的实现复杂度。数值仿真结果表明,基于大点数FFT的训练序列可以很好地抵抗噪声与采样相位偏差的影响,具有更好的同步性能。2.研究了基于最小二乘法(LS)结合符号内频域平均(ISFA)技术的信道估计算法,确定了在不同接收光功率下最佳的ISFA抽头数。基于LS信道估计方法实现简单,但信道估计准确度容易受到系统噪声的影响,结合ISFA技术选择最佳ISFA抽头数可以抑制噪声的干扰提供准确的信道估计。实验研究结果表明,随着接收光功率不断降低,ISFA的最佳抽头数逐渐增加,且基于大点数FFT的DCO-OFDM系统具有更好的误差矢量幅度(EVM)性能。3.采用一种正交循环矩阵变换(OCT)预编码结合数字限幅算法优化DCO-OFDM系统性能,并进行了实验验证。光/电器件不平坦的频率响应导致OFDM信号在不同子载波上信噪比(SNR)差异较大,SNR较低的数据子载波上的BER较高,影响系统的整体性能。OCT预编码技术可以有效平均各子载波上的SNR,从而改善系统的BER性能,但OCT预编码后的信号具有较高的峰值平均功率比(PAPR),为抑制信号PAPR采用了简单的数字限幅方法。实验结果表明该联合算法可以进一步改善系统的BER性能。
【学位单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.53
【部分图文】：
（ＯＦＤＭ），?—种特殊的ＦＤＭ技术，由于其高效频谱利用率以及出色的无线多??径抵抗能力，己被广泛应用于当前的多个无线通信系统中，如ＷｉＦｉ，?ＬＴＥ／４Ｇ等。??其信号频谱示意图如２．１?（ｂ）所示，相比传统ＦＤＭ技术，ＯＦＤＭ技术可以显著??改善系统的频谱效率。??
２．１?ＯＦＤＭ基本原理??在传统频分复用（ＦＤＭ）系统中，不同信道之间均保留一定的保护频带以??避免信道间干扰而影响通信系统的性能，如图２．１?（ａ）所示，因此ＦＤＭ的频谱??利用率很低。对于无线通信系统来说，由于频谱资源的稀缺性，寻找一种技术能??在有限频谱资源的前提下最大化传输速率显得至关重要，其中正交频分复用??（ＯＦＤＭ），?—种特殊的ＦＤＭ技术，由于其高效频谱利用率以及出色的无线多??径抵抗能力，己被广泛应用于当前的多个无线通信系统中，如ＷｉＦｉ，?ＬＴＥ／４Ｇ等。??其信号频谱示意图如２．１?（ｂ）所示，相比传统ＦＤＭ技术，ＯＦＤＭ技术可以显著??改善系统的频谱效率。??ｒｗｗｉ．?ｒｍ??（ａ）?ＦＤＭ?Ｆｒｅｑ＇?（ｂ）?ＯＦＤＭ?Ｆｒｅｑ．??图２．１?ＦＤＭ与ＯＴＯＭ信号频谱示意图??ｎｅｒｃｈａｉｍｅｉ?ｒｉ＾Ｔ＾ｌ￣ＴｌＤｓｔｒ??人：￥?：?Ａ?：：今?：—???￣Ｈ?——
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【参考文献】
本文编号：2855967
【学位单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.53
【部分图文】：
（ＯＦＤＭ），?—种特殊的ＦＤＭ技术，由于其高效频谱利用率以及出色的无线多??径抵抗能力，己被广泛应用于当前的多个无线通信系统中，如ＷｉＦｉ，?ＬＴＥ／４Ｇ等。??其信号频谱示意图如２．１?（ｂ）所示，相比传统ＦＤＭ技术，ＯＦＤＭ技术可以显著??改善系统的频谱效率。??
２．１?ＯＦＤＭ基本原理??在传统频分复用（ＦＤＭ）系统中，不同信道之间均保留一定的保护频带以??避免信道间干扰而影响通信系统的性能，如图２．１?（ａ）所示，因此ＦＤＭ的频谱??利用率很低。对于无线通信系统来说，由于频谱资源的稀缺性，寻找一种技术能??在有限频谱资源的前提下最大化传输速率显得至关重要，其中正交频分复用??（ＯＦＤＭ），?—种特殊的ＦＤＭ技术，由于其高效频谱利用率以及出色的无线多??径抵抗能力，己被广泛应用于当前的多个无线通信系统中，如ＷｉＦｉ，?ＬＴＥ／４Ｇ等。??其信号频谱示意图如２．１?（ｂ）所示，相比传统ＦＤＭ技术，ＯＦＤＭ技术可以显著??改善系统的频谱效率。??ｒｗｗｉ．?ｒｍ??（ａ）?ＦＤＭ?Ｆｒｅｑ＇?（ｂ）?ＯＦＤＭ?Ｆｒｅｑ．??图２．１?ＦＤＭ与ＯＴＯＭ信号频谱示意图??ｎｅｒｃｈａｉｍｅｉ?ｒｉ＾Ｔ＾ｌ￣ＴｌＤｓｔｒ??人：￥?：?Ａ?：：今?：—???￣Ｈ?——
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【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 成运;陈明;陈林;肖敏雷;;基于级联ISFA信道估计的光OFDM系统研究[J];光通信技术;2014年11期
2 陈舸;何岩;黄川;;从成本和功耗的角度比较NG-PON2实现方案[J];中国新通信;2013年11期
3 李晗;柳晨;李允博;张德朝;程伟强;王磊;;中国移动对于100-Gb/s WDM系统的需求和策略(英文)[J];中国通信;2013年04期
4 姜松;蒋铭;沈成彬;王波;;NG-PON2技术方案研究[J];电信科学;2012年08期
相关硕士学位论文 前1条
1 郑美荣;OFDM可见光通信系统同步技术研究[D];东南大学;2017年
本文编号：2855967
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