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光正交频分复用(OOFDM)通信系统具有频谱效率高和传输损伤鲁棒性好的特点,因此受到了广泛的关注。伴随着多种业务如数字高清电视、云计算和在线游戏等服务的出现,光纤通信系统也向着高效率、多业务的方向发展。在未来通信中,光OFDM系统同样也是一个十分有竞争力的备选方案。然而传统的基于傅里叶变换的光OFDM系统由于受到了峰值平均功率比较高,对频率偏移和定时偏差敏感等缺点的制约,限制了 OFDM的应用。因此在在傅里叶分析的基础上,一种处理非平稳信的频分析方法应运而生,即小波分析。小波分析具有傅里叶分析所不具备的反映时频域局部性的能力,小波函数又能提供一系列正交基,非常适合通信系统中信号波形设计以及多载波传输系统的正交子信道划分等,在通信系统设计中十分具有潜力。本论文利用基于离散小波变换的多载波调制来替代OFDM中傅里叶变换过程,并根据系统特性及光纤传输特性设计了两个改进方案,通过仿真研究其传输特性。论文的主要研究工作如下:(1)在研究OFDM技术的基本原理的基础上,重点研究了 OFDM技术中若干关键技术,针对OFDM技术中的优缺点,提出了利用基于离散小波变换的多载波调制来替代OFDM中的傅里叶变换的基于离散小波变换的OFDM传输系统,并对不同的小波基、分辨层数和冗余量进行了仿真研究。研究结果表明,本论文提出的DWT-OFDM系统,在峰均比与频谱利用率方面优于FFT-OFDM系统,当采用不同的小波基、分辨层数和冗余量时,系统的性能有所差别。(2)在研究DWT-OFDM的基本原理基础上,设计了一种多制式调制方案作为系统的改进方案。使用数字滤波器组,实现8QAM、16QAM和64QAM三种制式的32路信号调制系统,并进行了仿真研究。研究结果表明,本论文提出的多制式系统具有较好的误码率性能,相较于单一制式系统,在频谱利用率和误码率性能上有着更加灵活的优点。(3)在研究光纤传输特性和DWT-OFDM系统基本原理的基础上,通过对复数信号进行实数化处理,以及采用直接调制激光器进行光调制,设计了一种直接调制方案。最终与多制式方案相结合,实现直接调制的基于离散小波变换的多制式光OFDM系统,并以5Gb/s的速率在100km光纤中进行仿真研究。研究结果表明,本论文提出的系统具有良好的误码率性能,有效降低了收发端的复杂度,提高了频谱利用率。