基于导频的相干光ofdm系统采样时钟同步的研究

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1、工程硕士学位论文插图索引图2．1OFDM系统数学模型框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一9图2．2OFDM系统子载波的频谱特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯lO图2．3多径时延产生的符号间干扰⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1l图2．4多径影响下空白保护间隔引起子载波间的干扰⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11图2。5加入CP的OFDM符号⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12图2．6相干光通信系统原理框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12图2．7CO．OFDM系统中电／光转换以及光纤传输部分结构设计⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯．．13图2．8马赫增德尔调制器强度调制模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14图2．9信道估计系统框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．19图3．1可调采样时钟的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24图3．2固定采样时钟的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24图3．3内插方式的补偿算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26图3．4频域的直接补偿算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27图4．1st随OFDM符号数变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32图4．2利用导

3、频进行相位估计和补偿的流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32图4．3子载波相位旋转和索引的线性关系(N=64)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一32图4．4导频插入位置(a)Pilot—after(b)Pilot—before(c)Pilot-inc(d)Pilot—aver(e)Pilot．dec．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．：；：；图4．5CO．OFDM

4、发射机模块仿真图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．34图4．6CO．OFDM接收机模块仿真图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．34图4．7传输lOOkm光纤链路后误码率与SCFO曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36图4．8星座图(a)w／ocomp．+SCFO=-100ppm(b)w／ocomp．+SCFO=+100ppm⋯37图4．9星座图(a)theoretical(b)SCFO=0ppm⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37图4．10误码率曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．38图4．11可调时钟方法的误码率曲线

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．38图4．12不同导频插入位置下误码率与SCFO曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一39VII基于导频的相干光OFDM系统采样时钟同步的研究附表索引表4．1CO—OFDM基带传输仿真系统的主要器件参数表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一35VIII工程硕士学位论文1．1引言第1章绪论从古至今，光在人类历史的发展中充当着重要的角色，人们的生活离不开它。由于它的重要性人们开始探索它的各种功能，在古代人们就用光来实现简单地通信。比如古代的烽火通信，人们通过观察烽火来获得是否有敌人来犯。它可以作为一种信号的载体，承载着敌人

6、来袭的信号，它的传播速度很快所以可以很快的获得消息，就不会耽误军情。随着社会的快速发展，人们也开始了对光的研究。由于现代的以电为基础的通信技术已经很难实现现代高速度，大容量的通信要求，人们开始研究是否可以用光作为信号的载体用于通信系统中。1960年，由物理学西奥多．梅曼研制的世界第一台红宝石激光器诞生了【lJ，光通信系统提供可靠地光源，使得光通信的研究进入一个崭新的时代。光通过大气的传输会受到很多因素的影响，传输的信号就会受到很大的影响，光通信不仅需要一个可靠地光源，还需要传输光的可靠介质。直到1966年，英籍华人高锟在一篇关于

7、光传输介质的文章，提出了光纤作为光传播介质的传输信息的理论技术和可行性【2J，为光纤通信奠定了基础，从此以后，光纤通信得到了快速的发展。光纤通信的以其抗电磁干扰的能力强，大容量，高速率，长距离的信息传输能力，低损耗等诸多优势受到广泛的关注和研究。光纤通信很快的普及到各个领域，包括工业，军事，电力，航天航空，生物医学等领域，在社会生活和发展中的比重也越来越大，人们的生活已经开始离不开光纤通信。随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，在满足日常衣食住行的同时，超高速，超大容量和高质量的通信系统才能满足他们的需求，人们开始要求更高的移

8、动通信技术的出现。从第一代移动通信系统(1G)到现在的第三代(3G)的普及和目前第四代(4G)的开始建设，移动通信系统也得到了快速的发展。虽然光纤通信拥有诸多的优势，由于激光器的线宽，光器件存在非线性的缺陷，同时光在光纤传输过程中会产生色散，整个通信系统的性能就