【摘 要】
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正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)无源光网络(Passive Optical Network,PON)具有频谱效率高、抗色散以及资源分配灵活等优势。但PON的低成本要求和点对多点结构使OFDM中峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)过高及对同步偏差敏感两大问题更为突出。本文结合实时、
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正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)无源光网络(Passive Optical Network,PON)具有频谱效率高、抗色散以及资源分配灵活等优势。但PON的低成本要求和点对多点结构使OFDM中峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)过高及对同步偏差敏感两大问题更为突出。本文结合实时、低成本的强度调制直接检测(Intensity Modulation/Direct Detection,IM/DD)OFDM PON 结构与特性,对以上两个问题展开研究。具体工作如下:在PAPR抑制方面:针对选择性映射(Selected Mapping,SLM)算法处理复杂度高的问题,提出了新颖的二进制序列循环移位策略。仿真与光纤传输实验结果表明:该算法在降低复杂度的同时,有与SLM算法近似的PAPR抑制能力和误码率性能。在同步方面:基于互相关的符号定时同步(Symbol Timing Synchronization,STS)算法计算结果受接收功率影响,且需大量乘法运算。本文提出了比例符号位互相关STS算法解决上述问题。仿真与光纤传输实验证明,存在采样时钟偏移(Sampling Clock Offset,SCO)时,依然能根据设定的常数检测阈值准确索引OFDM符号起始位置。此外,分析了适用于该系统的SCO估计与频域补偿策略。最终利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)设计 OFDM PON 基带接收机核心部分,从硬件层面进一步验证了算法的有效性。本文对光OFDM中同步和PAPR抑制两方面的现有方案做出改进,从建模仿真、光纤离线传输实验及FPGA硬件设计三个层面说明了所提算法对实时、低成本OFDM PON的适用性。
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