光OFDM系统中的盲均衡技术研究

【摘要】：随着数字多媒体技术的发展，人们对通信质量的要求越来越高，如何在有限的带宽下实现信息的大容量、高速率、优质量的传输成为了研究人员的关注热点。光正交频分复用(O-OFDM)传输系统因其灵活的资源配置、高的频谱利用率以及强大的抗干扰性能等诸多优势得到了广泛的研究，然而由于受到O-OFDM系统中的色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)和OFDM信号的子载波干扰(ISI)等因素的影响，O-OFDM信号会产生幅度失真和相位偏移，因此在系统的接收端采用成熟且低成本的自适应盲均衡技术对提高O-OFDM系统的传输性能具有很强的研究价值。采用强度调制直接检测的光OFDM传输系统(DDO-OFDM)，结构简单而稳定，成本低廉，具有巨大的实用意义。本文的研究重点是对直接检测O-OFDM系统的自适应盲均衡技术进行了仿真和实验研究，取得的主要研究成果如下： 首先，对无导频DDO-OFDM传输系统进行了理论研究，分析了此系统中光纤中的色度色散和偏振模色散对系统性能的影响，建立了基于标准单模光纤(SSMF)无导频DDO-OFDM传输实验系统。然后对O-OFDM系统中常用的盲均衡算法进行详细的介绍，并给出盲均衡算法的性能评价标准。 其次，针对DDO-OFDM传输系统中O-OFDM信号因光纤色度色散而产生的频率选择性衰减(FF)现象，提出了一种基于分频改进常模(SF-MCMA)算法的均衡技术来补偿由O-OFDM传输系统中色度色散引起的频率选择性衰减(FF)对信号的影响。通过实验表明，经100km标准单模光纤(SSMF)传输后，使用SF-MCMA均衡的信号比未使用该均衡的信号系统接收功率代价在误码率(BER)为10e-4降低了2dB，采用了SF-MCMA均衡方法可有效的纠正OFDM信号的幅度失真和相位偏移，证明此均衡方法能够有效抵抗色散的影响。 最后，简要分析了光纤中的偏振模效应对O-OFDM系统的影响，并介绍了现在偏振模色散主要的补偿技术。通过引入O-OFDM系统中的多输入多输出(MIMO)结构，说明了当PMD存在时，O-OFDM传输系统实质上可等效为一个1×2的单输入双输出(SITO)-OFDM信道。在这些理论知识的基础上，搭建并研究分析了带有偏振模色散效应的光OFDM仿真系统——PMD-OOFDM系统，提出一种可消除PMD影响的盲均衡算法PMD-CMA。仿真结果表明，PMD-CMA均衡方法是比较适合于本文所分析的PMD-OOFDM系统，可以克服偏振色散效应的影响，对O-OFDM系统的残余偏振模色散有着良好的补偿效果。