本文關(guān)鍵詞：基于訓(xùn)練序列的CO-OFDM系統(tǒng)同步技術(shù)研究

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【摘要】：“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的今天,人們對(duì)信息傳輸速度以及帶寬提出了更高要求。超高速、超大容量傳輸成為通信網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)。人們認(rèn)識(shí)到只有光纖通信系統(tǒng)能承載如此超高速、超大容量的信息。新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)推動(dòng)著光通信向超高速、超大容量、高頻譜效率的目標(biāo)不斷前進(jìn)。CO-OFDM系統(tǒng)因其具有大容量、高靈敏度、高頻譜利用率和對(duì)色散及偏振模色散良好的魯棒性引起廣泛關(guān)注,成為未來光通信最具潛力的技術(shù)之一。任何數(shù)字通信系統(tǒng)都需要同步技術(shù)來做支撐,CO-OFDM系統(tǒng)同步技術(shù)中定時(shí)同步和頻率同步最為關(guān)鍵。CO-OFDM系統(tǒng)是相干檢測(cè)技術(shù)與OFDM技術(shù)的結(jié)合,在結(jié)合兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也無法避免它們的缺點(diǎn)。相干檢測(cè)技術(shù)要求本地激光器與發(fā)送端激光器具有相同的頻率,但器件的不穩(wěn)定性會(huì)造成接收到的信號(hào)引入頻偏。各個(gè)子載波之間保持良好的正交性是OFDM技術(shù)的核心,頻率的偏移對(duì)子載波間的正交性有破壞作用,會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重載波間干擾,因此,CO-OFDM系統(tǒng)對(duì)頻率偏移十分敏感。在系統(tǒng)接收端為準(zhǔn)確恢復(fù)出原始信號(hào),確定信號(hào)的起始位置和準(zhǔn)確估計(jì)出頻率偏移的大小并補(bǔ)償是不可或缺的過程。同步算法主要分為數(shù)據(jù)輔助和非數(shù)據(jù)輔助兩大類。基于數(shù)據(jù)輔助的同步算法具有捕獲速度快,算法精度高的優(yōu)勢(shì),能達(dá)到CO-OFDM系統(tǒng)對(duì)同步算法的高要求。本文對(duì)基于訓(xùn)練序列的CO-OFDM系統(tǒng)同步技術(shù)進(jìn)行深入研究,主要工作如下:首先,通過分析相干光通信技術(shù)和OFDM技術(shù)充分掌握CO-OFDM系統(tǒng)原理。同步技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)CO-OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,是系統(tǒng)接收端準(zhǔn)確恢復(fù)信號(hào)的前提。精準(zhǔn)的定時(shí)同步及頻率同步對(duì)CO-OFDM系統(tǒng)具有重要的作用,深入了解同步偏差對(duì)系統(tǒng)的影響,并分析基于PN序列的經(jīng)典同步算法。傳統(tǒng)同步算法采用PN序列來構(gòu)建同步信號(hào),針對(duì)PN序列相關(guān)性不強(qiáng)且不具有恒包絡(luò)的特性,本文采用恒包絡(luò)零相關(guān)序列構(gòu)成同步信號(hào),其良好的自相關(guān)和互相關(guān)特性能提高同步算法的性能,并且CAZAC序列具有理想的PAPR值,增強(qiáng)算法的實(shí)用性。本文提出基于ES-CAZAC序列的定時(shí)同步算法,在不增加算法復(fù)雜度的情況下,得到的定時(shí)度量函數(shù)在正確定時(shí)點(diǎn)具有尖銳的峰值,定時(shí)估計(jì)精準(zhǔn)。進(jìn)一步分析可知ES-CAZAC定時(shí)同步算法對(duì)頻率偏移比較敏感,僅在系統(tǒng)頻偏較小的情況具有優(yōu)良性能,為了增強(qiáng)ES-CAZAC定時(shí)同步算法的抗頻偏性,對(duì)其定時(shí)度量函數(shù)進(jìn)行修正,提出了ES-CAZAC抗頻偏定時(shí)同步算法。修正算法能消除頻偏對(duì)定時(shí)同步的干擾,定時(shí)度量函數(shù)在正確定時(shí)點(diǎn)仍具有尖銳的峰值。在獲得準(zhǔn)確定時(shí)的基礎(chǔ)上,提出利用ES-CAZAC序列完成小數(shù)頻偏估計(jì)與整數(shù)頻偏估計(jì)。ES-CAZAC頻率同步算法只采用一個(gè)訓(xùn)練序列,頻偏估計(jì)的范圍能達(dá)到整個(gè)OFDM符號(hào),且頻偏估計(jì)的MSE至少提高1.6d B,適合于高速率的CO-OFDM系統(tǒng)對(duì)頻率同步的高要求。
【關(guān)鍵詞】：相干光正交頻分復(fù)用系統(tǒng)(CO-OFDM) 恒包絡(luò)零相關(guān)序列(CAZAC) 定時(shí)同步 頻率同步
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 論文研究的背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 CO-OFDM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.2.2 基于訓(xùn)練序列的同步算法研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排13-16
• 第2章 CO-OFDM系統(tǒng)原理及其關(guān)鍵技術(shù)16-26
• 2.1 相干光通信16-18
• 2.2 OFDM技術(shù)18-21
• 2.2.1 OFDM系統(tǒng)原理18-20
• 2.2.2 OFDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)20-21
• 2.3 CO-OFDM系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)21-24
• 2.3.1 CO-OFDM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)21-22
• 2.3.2 CO-OFDM系統(tǒng)中信號(hào)處理過程22-23
• 2.3.3 CO-OFDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第3章 同步偏差的影響與同步算法26-36
• 3.1 同步偏差對(duì)系統(tǒng)的影響26-28
• 3.1.1 定時(shí)同步偏差對(duì)系統(tǒng)的影響26-27
• 3.1.2 頻率同步偏差對(duì)系統(tǒng)的影響27-28
• 3.1.3 采樣同步偏差對(duì)系統(tǒng)的影響28
• 3.2 同步算法分類28-29
• 3.3 基于PN序列的定時(shí)同步算法29-34
• 3.3.1 Schmidl定時(shí)同步算法29-30
• 3.3.2 Minn定時(shí)同步算法30-32
• 3.3.3 PARK定時(shí)同步算法32-33
• 3.3.4 定時(shí)同步算法改進(jìn)思路33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-36
• 第4章 基于ES-CAZAC序列的CO-OFDM系統(tǒng)定時(shí)同步36-46
• 4.1 CAZAC序列36-38
• 4.1.1 CAZAC序列優(yōu)良特性36
• 4.1.2 CAZAC序列數(shù)學(xué)分析36-38
• 4.2 基于ES-CAZAC序列定時(shí)同步算法原理38-40
• 4.3 算法仿真分析40-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 基于ES-CAZAC序列的CO-OFDM系統(tǒng)頻率同步46-58
• 5.1 頻率同步算法46-48
• 5.1.1 Schmidl頻率同步算法46-47
• 5.1.2 Yun Hee Kim頻率同步算法47-48
• 5.2 基于ES-CAZAC序列抗頻偏定時(shí)同步算法48-52
• 5.3 基于ES-CAZAC序列的頻率同步算法52-56
• 5.3.1 基于ES-CAZAC序列的小數(shù)頻偏估計(jì)52-53
• 5.3.2 基于ES-CAZAC序列的整數(shù)頻偏估計(jì)53-56
• 5.4 本章小結(jié)56-58
• 第6章 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 總結(jié)58
• 6.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 作者簡介及科研成果65-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：917411