空間光通信正交頻分復(fù)用系統(tǒng)同步技術(shù)研究.pdf

1、空間光通信因?yàn)槠浣M網(wǎng)快、成本低、無需申請(qǐng)頻率、適用于多種網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)，迅速成為一種備受關(guān)注的技術(shù)。然而，由于大氣湍流的影響，激光在大氣中傳播時(shí)，光波的振幅和相位均會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，即使在天氣晴朗的條件下，大氣湍流也是影響空間光通信鏈路性能的主要因素。光正交頻分復(fù)用技術(shù)作為一種新型的光調(diào)制技術(shù)，集合了激光通信技術(shù)和正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)技術(shù)兩者的優(yōu)勢(shì)。OFDM技

2、術(shù)可通過降低符號(hào)速率獲得對(duì)大氣湍流信道深度衰落較高的耐受性，但是空間激光通信采用光強(qiáng)度調(diào)制，只能傳送單極性實(shí)數(shù)信號(hào)，并且OFDM技術(shù)對(duì)于同步的敏感度高，需要有穩(wěn)定的方式來完成同步，才能保障OFDM的正常工作。針對(duì)以上問題，本論文的研究內(nèi)容如下。
　　 文章介紹了OFDM系統(tǒng)的基本原理及同步偏差對(duì)系統(tǒng)的影響。詳細(xì)分析三種經(jīng)典的OFDM系統(tǒng)時(shí)間同步算法原理和疊加同步算法原理，并指出了將它們應(yīng)用到光通信中可能存在的問題。
　　

3、 針對(duì)空間光通信系統(tǒng)的功耗效率要求高，大氣湍流帶來的系統(tǒng)性能下降等問題，將一種新的OFDM技術(shù)，即非對(duì)稱限幅光OFDM技術(shù)，應(yīng)用到空間光通信系統(tǒng)中，利用該調(diào)制技術(shù)的非對(duì)稱削減不會(huì)引入失真的特性，設(shè)計(jì)了一種基于非對(duì)稱限幅OFDM的空間光通信調(diào)制方案。在大氣湍流信道下，對(duì)該調(diào)制方案的性能進(jìn)行了仿真研究，并將它與傳統(tǒng)的開關(guān)鍵控和直流偏置光OFDM技術(shù)進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明采用非對(duì)稱限幅的光OFDM技術(shù)，在有光強(qiáng)閃爍的大氣湍流信道中，增強(qiáng)了系

4、統(tǒng)對(duì)大氣湍流的抗干擾能力，滿足了自由空間光通信的要求。
　　 針對(duì)射頻OFDM系統(tǒng)的同步技術(shù)無法直接應(yīng)用于光OFDM系統(tǒng)，插入訓(xùn)練序列的同步方法會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸有效性等問題，設(shè)計(jì)了一種基于疊加訓(xùn)練序列的光OFDM同步方法。文中使用的疊加訓(xùn)練序列是根據(jù)非對(duì)稱限幅光OFDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)重新構(gòu)造的具有尖銳自相關(guān)性的序列，在發(fā)送端將訓(xùn)練序列分配一定功率后疊加到一個(gè)完整的OFDM數(shù)據(jù)符號(hào)之上，在接收端以本地產(chǎn)生的本地訓(xùn)練序列與接收信號(hào)進(jìn)行相