相干OFDM光通信系統(tǒng)頻率偏移糾正算法研究.pdf

1、隨著越來越多互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的興起和數(shù)據(jù)中心的建成，信息網(wǎng)絡(luò)對(duì)于人類生活的滲透已經(jīng)不可阻擋。為此，高速率，大容量的光傳輸網(wǎng)絡(luò)將成為未來的主要發(fā)展方向。相干光正交頻分復(fù)用（CO-OFDM）技術(shù)作為備選方案之一，憑借其頻譜利用率高，色散容忍度大和可以靈活操控有效子載波位置、調(diào)制格式等技術(shù)特點(diǎn)，越來越多地引起了研究者們的注意。
　　然而，CO-OFDM也有一個(gè)不可忽視的缺陷，那就是 CO-OFDM信號(hào)對(duì)于系統(tǒng)發(fā)射機(jī)光源激光器與接收端本征激光器

2、之間的頻率偏差非常敏感。因此，本論文從長(zhǎng)距離CO-OFDM系統(tǒng)的實(shí)際使用需求出發(fā)，開展了CO-OFDM系統(tǒng)頻率偏移糾正算法的研究。
　　本論文首先回顧國(guó)內(nèi)外對(duì)于 CO-OFDM系統(tǒng)中頻率頻移糾正算法的研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)地解析 CO-OFDM的技術(shù)原理和系統(tǒng)框圖，并詳細(xì)分析了幾種頻偏糾正算法的數(shù)理模型。
　　其次，經(jīng)過仿真分析并參考了其他研究者的研究成果，本論文認(rèn)為只有當(dāng)歸一化頻率偏移值小于0.005時(shí)，頻率偏移的影響才不足以對(duì)系

3、統(tǒng)性能造成明顯地?fù)p傷。緊接著，本論文針對(duì)現(xiàn)有頻偏糾正算法的性能缺陷和應(yīng)用場(chǎng)景受限等問題，提出了新型的基于訓(xùn)練序列的頻率偏移糾正算法，并詳細(xì)論證了算法的數(shù)學(xué)原理。
　　最后，本論文通過數(shù)值仿真以及開展16QAM-CO-OFDM信號(hào)100公里傳輸實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)算法的精度和穩(wěn)定性進(jìn)行了全面地驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明了本文提出的新型算法具有精度高和魯棒性強(qiáng)的技術(shù)特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，本文還通過搭建光纖環(huán)路的方式，進(jìn)一步完成了大容量長(zhǎng)距離（1

4、000km）的系統(tǒng)傳輸實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步肯定了算法的穩(wěn)定性與有效性。
　　相較于大部分現(xiàn)有算法，本論文通過在頻域上設(shè)計(jì)訓(xùn)練序列和引入頻率偏移偏置分量的方式使得新型的基于訓(xùn)練序列的頻率偏移糾正算法能夠有效地抵抗系統(tǒng)帶寬受限和級(jí)聯(lián)器件高頻響應(yīng)畸變的影響。其次，大部分現(xiàn)有算法需要在良好的光信噪比（OSNR）條件下才能有效穩(wěn)定地工作，而在實(shí)際的長(zhǎng)距離、大容量和多中繼傳輸系統(tǒng)當(dāng)中 OSNR往往急劇下降，這些算法難以有效且穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)對(duì)于頻率