【摘 要】
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随着互联网业务的飞速增长,通信带宽资源紧缺的问题日益严重。光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OOFDM)技术结合正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)因为拥有极高的频谱效率而受到了广泛的关注。然而在高阶QAM调制下,系统光接收机的灵敏度会急剧下降,使用精准的信道估计与
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随着互联网业务的飞速增长,通信带宽资源紧缺的问题日益严重。光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OOFDM)技术结合正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)因为拥有极高的频谱效率而受到了广泛的关注。然而在高阶QAM调制下,系统光接收机的灵敏度会急剧下降,使用精准的信道估计与均衡技术恢复信号显得尤为重要。目前,针对OOFDM系统中的信道估计与均衡算法大部分为仿真或者离线方式,而忽略了各种噪声干扰和实时硬件系统的可行性等问题。本论文的研究内容是基于实时强度调制直接检测OOFDM(Intensity Modulation/Direct Detection OOFDM,IM/DDO-OFDM)系统。为了适应高阶QAM调制,提出了一种低复杂度且精确补偿的信道估计与均衡算法。同时使用FPGA搭建实时IM/DDO-OFDM系统,研究其在高阶QAM调制格式下的整体传输性能。本文的主要研究内容与相关成果如下:第一,基于数学模型分析了 IM/DDO-OFDM系统的基本原理、组成结构和信号损伤。根据QAM调制解调原理,分析了 QAM信号的特点,同时理论证明了高阶QAM信号对系统接收机性能的影响。第二,结合OFDM系统常用信道估计算法,提出了一种基于训练序列的频域信道估计与均衡算法,该算法复杂度低且易于硬件实现,通过仿真实验结果表明16-QAM信号星座图的误差幅度向量(Error Vector Magnitude,EVM)值在信道均衡后提升了接近28dB。第三,设计并实现了实时IM/DDO-OFDM系统中高阶QAM调制的硬件方案,分析了系统收发机的关键DSP模块功能以及FPAG实现方式。最后通过实验验证了 64-QAM和256-QAM的信道均衡效果,以及在实时系统中的整体传输性能。
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