无线光通信中的多载波调制PPT课件

FSO-OFDM系统关键技术研究,大气激光通信面临的挑战,速率受限,大气信道干扰,将OFDM技术应用于FSO中势必会突破制约光通信发展的瓶颈，提高光通信的信息传输速率和可靠性。,FSO-OFDM系统发展史,国外已有很多学者开展了对FSO-OFDM系统的研究，并已取得一些成绩。,近几年国内对光正交频分复用技术的应用研究主要集中在两方面,应用于光骨干网上以实现高速路、长距离、无色散补偿的数据传输,应用于光接入网，以实现系统的低成本升级,期间有几家著名高校和研究机构对其关键技术展开了研究：,复旦大学和北京邮电大学采用MSK(最小频移键控)编码的调制方案，实现了2.5Gbit/s、25Km的OFDM-MSK下行信号的传输；,清华大学提出基于光采样的光正交频分复用技术，实现了50Gbit/s光正交频分复用信号正在标准单模光纤中传输20km；,天津理工大学和电子科技大学对光正交频分复用系统的同步算法展开了系统研究，提出了适合于光纤信道的各种同步算法；,武汉光电国家实验室对如何降低光正交频分复用系统峰值平均功率比进行了研究，提出了通过调整子载波初始相位来抑制峰值平均功率比的算法，该算法使系统入射光功率显著增加且增加了传输距离；,FSO-OFDM的优势,FSO-OFDM系统中的关键技术,系统建模,1、FSO-OFDM的模型,1.1、FSO-OFDM的基带模型,图FSO-OFDM基带模型结构图,其中：,图FSO-OFDM偏振调制原理图,图FSO-OFDM偏振解调原理图,图频带FSO-OFDM结构图,1.2、FSO-OFDM的频带模型,图频域编码后效果图,图原FSO-OFDM基带模型,图频域编码后FSO-OFDM基带模型,2、FSO-OFDM系统的频域编码,3、FSO-OFDM系统时域FH序列同步算法,图4.1FSO-OFDM系统同步结构图,载波同步：接收端的振荡频率要与发送载波同频同相符号同步：IFFT和FFT起止时刻一致样值同步：接收端和发送端的抽样频率一致,载波频率偏差对OFDM系统性能的影响,图频偏对OFDM系统影响效应,图频偏引起的信噪比损失,符号定时偏差对OFDM系统性能的影响,图定时同步与循环前缀关系示意图,图定时偏差引起的信噪比损失,Schmidl&Cox与Minn算法,图Schmidl&Cox算法和Minn算法定时尺度曲线比较图,基于FH序列的符号同步算法,NO.1对称FH序列符号定时算法,图定时尺度曲线,NO.2共轭对称FH序列符号定时算法1,图定时偏移估计比较,NO.3共轭对称FH序列符号定时算法2,图定时尺度曲线,FSO-OFDM系统频率同步算法的研究,基于循环前缀的最大似然(ML)同步算法,图ML算法估计效果图,4、降低PAPR的方法,基于Golay互补序列和Reed-Muller码的编码算法,编码原理,仿真实验,图5.2采用QPSK调制方式下编码前后PAPR变化曲线,图5.3采用QAM调制方式下编码前后PAPR变化曲线,5.大气散射效应对FSO-OFDM信号的影响,5.1大气信道模型,在不考虑背景光干扰的情况下，有,图6.1信道链路,5.2雨、雾、沙尘粒子对激光信号的衰减,图不同波长的光信号在雨、雾、沙尘信道下的衰减,图不同天气条件下FSO-OFDM系统性能,5.3不同天气条件下FSO-OFDM系统性能,5.4数据分析,在光强度衰减起伏方差相差不大的情况下，光强度衰减越小系统性能越好,6.FSO-OFDM系统导频辅助信道估计,6.1基于频域导频的信道估计算法,STEP1导频结构,导频结构分为块状导频、梳状导频和离散导频,图导频结构图,STEP2导频位置信道响应,A、基于LS准则的估计算法,B、基于MMSE准则的维纳滤波的信道估计,C、基于MMSE准则的奇异值分解(SVD)估计算法,STEP3内插算法,根据相邻两个导频子载波上的频域响应，依据数据子载波与导频子载波的位置关系插值出位