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面对通信行业的飞速发展,人们随之而来的对通信的相关业务也有了更多的需求。为了能实现“随时、随地和随心”的接入互联网,且快速地从中获取所需的信息,这将意味着人们必须在已经过度拥挤和相对有限的频带资源方面寻找新的契机。随着器件工艺的发展,通信技术有望实现再一次飞跃,使得作为无线通信中极具潜力的候选者:超宽带(UWB)技术,成为了人们关注的焦点,被广泛地应用于光纤无线的通信网络中。虽然基于正交频分复用多带超宽带(MB-OFDM UWB)信号可以在光纤传输系统中实现低成本、长距离、大容量传输,但是MB-OFDM UWBo F系统中也有诸多传输信道损伤,包括光纤色度色散、光电器件非线性、以及非理想频率响应等,会导致传输性能的下降。本文针对MB-OFDM UWBo F系统存在的相关问题,研究了提升MB OFDM UWBo F系统传输性能的相关数字信号处理方法。本文主要研究工作及相关的成果如下:第一,提出了一种改进的基于时域正交的格雷互补训练序列(Golay TS)信道估计方案以抵抗MB-OFDM UWBo F系统的子载波互拍干扰。仿真结果显示,经过70km单模光纤传输,在误码率(BER)为3.8×10-3的情况下,改进的Golay TS信道估计方案与传统的Golay TS信道估计方案相比,接收机灵敏度提高了约1d B。同时,比较了Golay TS与所选用的频域正交训练序列(Training Sequences,TSs)的同步和信道估计性能,仿真结果显示,TSs信道估计方案与改进的Golay TS信道估计方案相比,其接收机灵敏度提高了约2.7d B。此外,还比较了基于导频的最小二乘(LS)和最小均方误差(MMSE)信道估计算法的性能,仿真结果显示,LS算法简单且易于在64QAM MB-OFDM UWBo F系统中实现。第二,提出了一种基于预补偿的方案抵抗MB-OFDM UWBo F信号所受的光纤色散影响,采用了符号内频域平均(ISFA)的方案来提高其信道估计的精度。同时对基于预补偿结合ISFA方案下的TSs信道估计方案和导频信道估计方案的性能进行比较。实验结果表明,与基于预补偿结合ISFA情况下的导频信道估计方案,以及仅用导频信道估计方案相比,经过70km标准单模光纤(SSMF)传输,BER为3.8×10-3时,采用基于预补偿结合ISFA情况下的TSs信道估计方案的接收机灵敏度分别提高了约0.37d B和1.25d B。因此,TSs信道估计方法更加适用于预补偿结合ISFA方案的64QAM MB-OFDM UWBo F系统。第三,研究了频率选择性衰落对MB-OFDM UWB信号三个子带的影响,提出了一种对每个MB-OFDM UWB子带选取最佳ISFA窗口大小的优化方案,在128-QAM MB-OFDM UWB光纤传输系统中进行实验验证。实验结果表明,经过60km的SSMF传输后,在误码率为3.8×10-3情况下,使用提出的ISFA优化方案比传统的ISFA方案的接收机灵敏度提高了1.9d B。第四,提出了一种基于预补偿结合离散傅立叶变换扩展(DFT-spread)的方案来抑制频率选择性衰落和高PAPR的影响,并在MB-OFDM UWBo F系统中进行仿真研究。从理论上分析了基带正交频分复用(OFDM)信号和MB-OFDM UWB信号峰均比(PAPR)的性能,且比较了基于MB-OFDM UWB信号的离散傅立叶变换扩展方案和限幅滤波(CF)方案降PAPR的性能。仿真结果表明,经过70km SSMF传输后,在BER为1.0×10-3的情况下,基于预补偿结合离散傅立叶变换扩展的方案与没有预补偿且没有离散傅立叶变换扩展的方案相比,系统的接收机灵敏度提高了3.3d B。说明提出的预补偿结合离散傅立叶变换扩展的方案简单且有效。第五,提出了一种基于正交循环矩阵转置(OCT)预编码结合低密度奇偶校验(LDPC)编码的方案用以改善MB-OFDM UWBo F系统的传输性能。研究了基于正交循环矩阵转置预编码方案的MB-OFDM UWBo F系统性能,分析了采用正交循环矩阵转置预编码技术对每个子带的性能影响。仿真结果表明,通过使用OCT预编码方案可以平均MB-OFDM UWB信号子载波的信噪比(SNR),减小各个子信道之间的信道差异。基于正交循环矩阵转置预编码结合LDPC编码的方案不仅可以平均各个子载波的SNR,减小实际应用中各个子信道之间的差异,还可以提高系统的传输性能。