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光正交频分复用(O-OFDM)技术作为一种新型的光调制技术，集合了光纤通信技术和正交频分复用(OFDM)技术两者的优势。但是在光纤通信系统中引进OFDM技术势必给O-OFDM系统带来对同步、高峰均比等敏感问题。针对光强度调制直接检测O-OFDM(IM/DDO-OFDM)系统只能传输单极性非负实信号的特点导致现有无线OFDM（RF-OFDM）系统同步技术无法直接运用于该系统中;同时传统的串行训练序列和插入导频符号方式进行同步会导致降低系统的频带利用率问题。因此，本文主要基于叠加训练序列技术对IM/DDO-OFDM系统同步算法研究。
首先介绍了O-OFDM系统的基本原理及同步偏差对系统的影响，并着重分析了三种传统经典时间同步算法的基本原理及存在的问题;结合IM/DDO-OFDM系统结构特性分析了三种产生单极性非负实信号方式，并分析其特性。
针对RF-OFDM系统同步技术无法直接运用于O-OFDM系统中，及叠加训练序列技术给OFDM系统带来的优势，设计了基于叠加训练序列技术的最大似然(ML)定时同步算法。该方法首先利用埃米特共轭对称特性构建单模光纤IM/DDO-OFDM系统;然后将单极性非负实训练序列在时域上叠加在数据O-OFDM符号的最后L个样值点上，并添加循环前缀信息;接收端利用本地训练序列与接收信号互相关，并联合ML准则进行定时同步估计。仿真结果表明，叠加训练序列对数据的影响较小，增加了叠加功率分配因子的鲁棒性;在循环前缀长度L确定的情况下，算法的同步性能随着L值的增大越来越好。该法与传统的定时同步算法相比，具有更高的同步正确率。
基于叠加训练序列技术设计了一种适合多模光纤IM/DDO-OFDM系统帧同步算法。利用序列的周期性和镜像对称特性构建自相关性良好的训练序列时域叠加在数据O-OFDM符号上;接收端利用叠加训练序列结构上的特性对接收信号进行简单的截取相加处理，并通过本地训练序列与处理后接收信号进行相关运算。可以避免长序列相关运算需要更多乘法器的问题，节省硬件资源。仿真结果表明，叠加的训练序列对数据O-OFDM符号的影响较小，同时与传统方法相比，具有较低的均方误差。
最后，根据训练序列产生和叠加技术原理以及帧同步算法原理利用Verilog HDL硬件描述语言进行设计，并联合Modelsim-Altera软件进行波形仿真。波形仿真结果表明，在FPGA实现的帧同步算法与通过MATLAB软件仿真的结果具有一致性。