单矢量差分幅度相移键控正交频分复用水声通信研究

为了在不牺牲通信带宽利用率的前提下,进一步提高水声通信质量,在描述高阶差分幅度相移键控调制技术和单矢量信号处理技术的基础上,基于矢量水听器和高阶差分调制技术,提出一种应用于正交频分复用(OFDM)通信体制中的高速水声通信系统。根据实际水域声速梯度真值,利用信道仿真软件建模实际水声信道,仿真研究通信系统在此信道下的通信性能。研究结果表明:对矢量水听器采集的声压和振速通道信号进行p+3vc线性联合处理可获得增益,单矢量差分幅度相移键控OFDM通信系统比标量差分幅度相移键控OFDM系统的通信效果有明显改善,验证了该系统的可行性和优越性。

相干光正交频分复用系统偏振模色散研究

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)具有良好的色散抑制性能及简单有效的信号均衡算法,是近年来光传输领域的研究热点之一。偏振模色散严重影响高速传输,色散均衡复杂,计算负荷较大。文章介绍了一种基于偏振复用(Polarization Division Multiplexing,PDM)和偏振分集接收(Polarization Diversity Receiver,PDR)的CO-OFDM系统(MIMO CO-OFDM),可有效实抑制一阶PMD,并对系统信号传输机理及均衡算法以进行了数学分析。分析和仿真结果表明,在不需任何偏振控制器条件下,CO-OFDM系统可实现偏振光的不敏感接收,以10Gb/s的速率通过单模光纤传输800km,系统Q值保持在15dB以上。

相干光正交频分复用系统中的一阶偏振模色散研究

相干光正交频分复用系统(Coherent Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,CO-OFDM)以其较好的色散抑制性能和简单有效的信号处理技术,是近年来光传输领域的研究热点。对于高速CO-OFDM传输系统,偏振模色散(Polarization-mode-dispersion,PMD)带来OFDM信号展宽及输出偏振态的不同,严重影响系统传输性能。文章对一阶PDM影响下CO-OFDM系统(PMD-CO-OFDM)的数学模型和作用机理进行分析,并通过仿真加以验证。结果表明,一阶PMD效应对OFDM信号附加与子载波频率相关的余弦因子,降低系统传输性能,通过信道均衡可有效去除此影响;另外,PMD效应一定程度上减弱子载波相关性,可抑制系统光纤非线性效应,在不考虑色散条件下PMD-CO-OFDM系统以10Gb/s的速率在单模光纤传输240km,差分群时延为50ps时较30ps系统Q值提高约0.2dB。

直接检测光正交频分复用系统一阶偏振模色散研究

基于直接检测的光OFDM系统(DDO-OFDM),实现简单、成本较低,对未来高速光传输具有重要的借鉴价值。而在高速传输中,偏振效应带来OFDM信号展宽及输出偏振态的不同,严重影响系统传输性能。对DDO-OFDM系统中的一阶偏振模色散(PMD)作用机理和数学模型进行分析,结果表明,DDO-OFDM系统中一阶PMD仅对OFDM信号子载波信号幅度附加余弦因子,通过信道均衡,可有效去除此噪声影响,差分群时延为50ps条件下,以10Gb/s的速率在单模光纤传输800km,DDO-OFDM系统Q值为16dB,较色度色散影响下系统性能仅有0.3dB降低。

用π旋转型低密度奇偶校验码提升100Gb/s偏振复用差分正交相移键控光通信系统性能

将π旋转型低密度奇偶校验(LDPC)码应用于100Gb/s偏振复用差分正交相移键控(PDM-DQPSK)光通信系统中,进行了相应的数值仿真和性能分析比较,其中采用打孔技术得到了高码率的改进码型,并在纠错性能方面与原始码型进行了对比。在译码方面,推导了PDM-DQPSK系统的卡方统计模型,并与高斯统计模型进行了对比。结果表明,码率为0.5的π旋转型LDPC码在采用卡方统计信道概率模型时性能最佳,可使系统光信噪比(OSNR)在14.2dB时保证误码率(BER)在10-9以下;在2dB的OSNR代价情况下,系统可容忍102ps/nm的色度色散(CD)、18ps的一阶偏振模色散(PMD),以及4.88×10-2 rad的非线性引起的最大相位偏移,由此可知π旋转型LDPC码可以极大地提高高速光通信系统的传输可靠性。

高速相干光正交频分复用系统实现方案研究

相干光正交频分复用系统(Coherent optical orthogonal frequency division multiplexing,CO-OFDM)作为未来高速光通信的重要解决方案,是近年来光传输领域的研究热点。高速CO-OFDM系统需要较高带宽的模数/数模转换器(DAC/ADC),目前技术水平难以达到。改进了正交频带复用技术(Orthogonalband multiplexing,OBM)的光域实现方案;结合偏振复用技术和偏振分集接收,提出了基于OBM的100 Gb/s高速CO-OFDM系统;并对系统传输性能进行数字仿真。结果表明:基于OBM技术的MIMO CO-OFDM系统可有效降低对DAC/ADC的处理速度要求,在不需任何在线色散补偿和偏振控制器件条件下,通过单模光纤传输800 km,系统Q值保持在13 dB以上。

基于偏振复用的WDM-OFDM-PON

波分复用无源光网络(WDM-PON)是一种容量大、易升级、网络安全性高的光接入网技术。利用正交频分复用(OFDM)调制技术在传输速率、距离和色散容限方面的优势,提出一种基于偏振复用的WDM-OFDM-PON,同时在光网络单元(ONU)中实现了无光源的无色设计。仿真实验表明该系统可以在50km单模光纤上利用每一波长实现下行10Gb/s、上行5Gb/s的双向传输。

40 Gbps OFDM-PON系统采用偏振复用技术实现上行链路传输(英文)

为了提高PM-CO-OFDM-PON系统中上行数据的传输速率,提出采用偏振复用结构与相干检测技术相结合,通过光载波源方式实现上行链路光网络单元无色化传输的技术方案.利用光学软件VPI和Matlab,搭建了基于偏振复用技术的40Gb/s PM-CO-OFDM-PON系统仿真平台,结果表明:该方案可有效提高PM-CO-OFDM-PON系统中上行数据传输速率,并实现光网络单元无色化;利用相干检测比直接检测可以更高地提高接收端的灵敏度.

偏振复用调制技术在40G光通信系统中的应用

在高速光纤通信系统中，随着传输速率增大到40Gbps或者40Gbps以上，光纤的抗色散能力大大降低，非线性效应的影响也日益突出。本文主要围绕着调制方式的改进对光纤传输系统性能的影响展开，通过理论分析及测试数据，验证了基于相干检测的DP—DQPSK偏振复用差分正交相移键控技术应用到40G光传输系统时，对传输性能的改善及对传输损伤的缓解。

面向5G的偏振复用相干光MIMO-OFDM系统研究

相干光正交频分复用系统具有高效的数字信号处理能力,这是第5代移动通信骨干光网络实现高速传输的有效方案。首先探讨第五代移动互联网衡量指标、关键技术等,对基于偏振复用技术的相干光OFDM系统传输机理及数学模型进行分析,并在此基础上介绍了系统联合信号均衡算法。结果表明,PMD-CO-OFDM系统采用联合信号均衡可有效抑制偏振复用带来的噪声影响,实现偏振信号的不敏感接收。

偏振FSO-OFDM系统中的LMS信道估计

本文首先设计了一种基于光偏振的基带FSO-OFDM系统模型,阐述了其发射和接收部分光偏振调制和解调工作原理,介绍了大气散射信道模型。由于大气散射信道为频域选择性衰落信道,在此信道中,每个子载波的信道冲激响应在相干时间内的值保持相关性,因此本文利用同一子载波中距离小于相干时间的连续若干个OFDM符号信道特性之间的相关性,采用LMS算法对未来符号位置迭代的初始值进行预测,再进行迭代得到信道冲击响应值。在本系统中,水平和垂直线偏振光经过的光路相同,因此信道特性基本一致,最后再通过对两路信道估计值进行加权,得到更加准确的信道预测值。通过仿真进行验证,结果表明,在散射信道中(最小均方)LMS算法可以很好的对信道进行跟踪,同时系统误码率可得到大约2dB的改善。

只需一个解调器的偏分复用差分相移键控系统实验实现

偏分复用技术是提高系统传输速率的有效方法之一。搭建了被称为双偏振态差分相移键控(Dual-Pol.DPSK)码的新型偏分复用实验系统,它与具有相同的比特波特比的差分正交相移键控(DQPSK)调制方式相比,接收机要简单很多。与传统的偏振分解复用(POLMUX)技术相比,它无需偏振控制或偏振跟踪,只需一个解调器和一个平衡探测器以及电域的多电平判决就可以将两个偏振正交信号同时解调出来,大大降低了系统的复杂度。利用数值仿真的方法,分析了Dual-Pol.DPSK系统对噪声及偏振模色散(PMD)的容忍度,并且与单偏振态的差分相移键控(DPSK)及DQPSK系统进行了比较。结果表明,由于受符号间欧氏距离的限制,Dual-Pol.DPSK码对噪声非常敏感,在误码率为10-3时,它对信噪比(SNR)的要求比同速率的DQPSK系统高7 dB;由于频谱利用率高,相比于同速率的DPSK,Dual-Pol.DPSK对PMD的容忍度高5 ps,但与DQPSK相比,Dual-Pol.DPSK码抗PMD的能力要差一些。

正交偏振分插复用多波长布里渊随机光纤激光器

相对于常见的多波长激光器,正交偏振多波长激光器可输出相邻波长偏振正交的多波长激光,可有效消除密集波分复用(DWDM)系统中相邻波长信道的干扰,在光纤传感、光纤通信和光谱检测领域中具有广泛应用。基于保偏光纤(PMF)中的受激布里渊散射(SBS)的轴向偏振牵引效应,设计并实现了具有单倍和2倍布里渊频移(BFS)间隔的偏振正交分插复用多波长布里渊随机光纤激光器(OPI-MWBRFL)。首先,采用3 km长PMF布里渊随机激光腔,实现了7个波长的单BFS间隔正交多波长激光输出,相邻波长偏振消光比不低于33 dB。其次,通过级联21 km长距离单模光纤(SMF)布里渊随机激光腔和3 km长PMF随机腔,实现了具有2倍BFS间隔的正交多波长(4个波长)激光输出,相邻波长偏振消光比可达34 dB。所实现的偏振正交方案由PMF中的SBS轴向偏振牵引的物理机理决定,因此不仅可以实现优良的波长间偏振正交,而且对系统的偏振准直要求低,具有良好的工作稳定性。系统监测实验验证了OPI-MWBRFL系统的良好稳定性。

基于偏分复用技术的CO-OFDM系统模型分析

CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统具有高效的数字信号处理能力,是未来100Gbit/s高速光传输实现的备选方案。文章对PDM-CO-OFDM(基于PDM(偏分复用)技术的CO-OFDM)系统的传输机理及数学模型进行了分析,在此基础上对系统联合信号均衡算法进行了讨论,并通过数值仿真加以验证。结果表明,PDM-CO-OFDM系统采用联合信号均衡可有效抑制PDM带来的噪声影响,实现偏振信号的不敏感接收。在不需偏振控制器的条件下,通过SMF(单模光纤)传输960km后,系统Q值较CO-OFDM系统降低了0.3dB。

光子灯笼模分复用系统MIMO-free高速传输实验

为考察无需多输入多输出模分复用系统的高速信号传输能力,采用模式选择光子灯笼型模式复用/解复用器构建了2×100 Gb/s双偏振正交相移键控模分复用通信实验系统,系统中用到的少模偏振控制器状态可由LP_(01)和LP_(11b)两个模式信道的信串比参数准确表征。测试了系统误码率与信串比关系,实现两个信道纠后无误码传输的条件为信串比约大于8 dB。当两个信道的信串比分别为14.25 dB和13.81 dB时,与背对背收发系统相比,纠后无误码阈值(10^(-2))的接收光功率代价分别为1.40 dB和4.76 dB。分析了光纤衰减、偏振模色散和模式串扰对高速传输系统的影响,估算了串扰受限系统可支持的少模光纤传输距离约为30 km。

相干光OFDM系统中的偏振相关损耗效应

相干光正交频分复用系统(coherent optical OFDM system,CO-OFDM)是目前高速光传输领域的研究热点,但系统受偏振模色散(polarization mode dispersion,PMD)和偏振相关损耗(polarization dependent loss,PDL)影响严重.为此,通过数学分析和数值仿真,研究了CO-OFDM系统中PDL与一阶PMD相互作用的数学模型,对信号均衡等关键实现进行讨论,并加以验证.结果表明:偏振效应对光OFDM信号幅度及相位产生噪声干扰,通过发送导频序列可有效实现信号均衡,当传输距离为720km,相对损耗因子α=0.5时,较不考虑PDL影响(α=1)系统的Q值约降低0.8dB.由于输出偏振态随频率产生旋转,PMD效应在一定程度上可缓解PDL所致系统损伤.

相干光正交频分复用系统偏振效应研究

相干光正交频分复用系统(CO-OFDM)是未来高速光传输的重要解决方案,而偏振模色散(PMD)与偏振相关损耗(PDL)相互作用严重影响传输性能。分析了CO-OFDM系统中的偏振效应和数学模型,并通过仿真加以验证。结果表明,一阶PMD效应对正交频分复用(OFDM)信号子载波幅度附加余弦因子;二阶PMD效应中,去偏振项(DR)占主要因素,且一定程度上可缓解色度色散带来的相位噪声;另外,由于PMD带来OFDM子载波偏振度随频率变化加强,也对PDL带来的系统损伤有一定抑制作用,在不考虑色度色散,相对损耗因子α=0.5,单模光纤传输距离为720km条件下,系统Q值约有2dB提高。

基于三维空间正交偏振态复用的光学认证技术研究

为提高光学认证技术的安全性及实用性,提出了基于三维空间正交偏振态复用的光学多级安全认证方法。用所设计的多衍射平面多信号窗口相位恢复算法,生成两个相位模板,使由认证图像分割得到的子块图像分布于其三维菲涅耳衍射场的特定位置。一个相位模板作为系统锁,另一个作为认证密钥。用正交偏振光分别照明两相位模板,实现了三维空间衍射场内不同位置强度分布和偏振态分布的控制。只有同时具备认证密钥和三维空间正交偏振态映射密钥,才能恢复认证图像,模拟及实验结果与认证图像的相关系数分别为0.93和0.79,表明该系统结构紧凑、安全等级高,可以实现分级认证。

直接检测光OFDM系统中的偏振相关损耗研究

对于高速光传输,直接检测的光正交频分复用系统(direct detection optical orthogonal frequency division multiplexing,DDO-OFDM)中的偏振相关损耗(polarization dependent loss,PDL)与偏振模色散相互作用,对系统传输带来较大影响。对DDO-OFDM系统中PDL与一阶PMD作用机理和数学模型进行了分析,并通过数字仿真加以验证。结果表明:在PDL与PMD联合作用下,对OFDM信号幅度及相位均产生影响,通过发送导频序列可有效实现信号均衡;由于输出偏振态随频率产生旋转,PMD效应一定程度上缓解PDL所致系统损伤,差分群时延为50ps条件下,以10Gb/s的速率在单模光纤传输480km,DDO-OFDM系统Q值提高约0.8dB。

复用技术在空间光通信中的应用研究

复用技术能够利用现有的硬件设备和成熟技术,成倍地提高系统容量,已经成为高速空间光通信的重要技术手段。文章从提高信息传输速率的角度出发,研究了偏振复用、波分复用、时分复用、光MIMO以及正交频分复用五种复用技术在空间光通信应用的基本原理,并介绍了最新研究动态。对比分析了空间光通信中五种复用技术的优缺点,结果表明正交频分复用和光MIMO技术是实现空间光通信海量信息传输的有效途径之一,具有很大的发展潜力。