基于小波變換的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)典型特性研究.pdf

1、相干光正交頻分復(fù)用(CO-OFDM)系統(tǒng)具有頻譜利用率高、傳輸容量大、抗光纖色散和偏振模色散、接收靈敏度強等特點。自該技術(shù)提出以來，多種CO-OFDM方案在理論和實驗上得到了相應(yīng)的驗證。同時，CO-OFDM技術(shù)與現(xiàn)有波分復(fù)用(WDM)網(wǎng)絡(luò)良好兼容，方便系統(tǒng)升級，為下一代100Gbit/s的光傳輸網(wǎng)提供一種可行的技術(shù)解決方案。
　　CO-OFDM技術(shù)對相位噪聲極為敏感，具有高峰均比(PAPR)缺點。小波變換可保證OFDM子載波的正交

2、性，降低OFDM系統(tǒng)的峰均比，并且運算速率更快。基于小波變換的OFDM技術(shù)不需要循環(huán)前綴，進一步提升系統(tǒng)頻譜利用率。故而，基于小波變換的光正交頻分復(fù)用(WT-OOFDM)系統(tǒng)成為目前光通信的研究熱點之一。
　　本課題著重研究小波變換對于光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)典型特性的影響。首先，簡要分析OFDM技術(shù)基本原理和小波變換構(gòu)建方法。其次，討論基于小波變換的光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析系統(tǒng)模塊功能，實現(xiàn)信號的發(fā)送、傳輸和接收。利用數(shù)值仿真模擬

3、基于小波變換的CO-OFDM單模光纖傳輸系統(tǒng)以及CO-OFDM多模光纖傳輸系統(tǒng)，對比基于傅里葉變換的CO-OFDM系統(tǒng)，分析WT-OOFDM系統(tǒng)中的峰均比、誤碼率和色散容限特性，并分析WT-OOFDM多模光纖傳輸系統(tǒng)中模式色散的抑制作用。最后，分析長距離WT-OOFDM系統(tǒng)中的相位噪聲，從非線性薛定諤方程出發(fā)，推導(dǎo)四波混頻效應(yīng)和放大器自發(fā)輻射效應(yīng)產(chǎn)生的非線性相位噪聲。在此基礎(chǔ)上，在不同色散參數(shù)下，分析系統(tǒng)非線性相位噪聲產(chǎn)生機制，探討小波

4、變換對系統(tǒng)相位噪聲的影響，并討論系統(tǒng)比特率、載波個數(shù)、發(fā)射功率對相位噪聲的影響。
　　研究結(jié)果表明：(1)對比基于傅里葉變換的CO-OFDM系統(tǒng)，基于小波變換的OFDM技術(shù)可有效抑制系統(tǒng)峰均比，WT-OOFDM系統(tǒng)傳輸距離增加50km，色散容限增加800ps/nm。(2)WT-OOFDM技術(shù)可實現(xiàn)10Gbit/s信號的甚短距離多模光纖傳輸系統(tǒng)，傳輸距離達450m，系統(tǒng)設(shè)計更加靈活。(3)對于100Gbit/s長距離WT-OOFDM