1、現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)大數(shù)據(jù)量的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,例如語(yǔ)音、視頻、游戲等的需求高速增長(zhǎng)給光通信系統(tǒng)的頻帶利用率帶來(lái)很大的壓力。為了滿足這一高速的增長(zhǎng),無(wú)論是長(zhǎng)途大容量的光傳輸還是短距離接入光網(wǎng)絡(luò),大量的研究工作集中在提升系統(tǒng)頻譜效率上。已有的研究成果中,光頻分正交復(fù)用技術(shù)(OFDM)和奈奎斯特單載波技術(shù)(NWDM)是主要的兩個(gè)被看好作為未來(lái)光傳輸系統(tǒng)主流技術(shù)的候選者。這兩種技術(shù)都是在保證正交性(遵守奈奎斯特定律,使系統(tǒng)遠(yuǎn)離子載波間干擾和相鄰信道間干擾

2、)前提下達(dá)到頻譜效率的最高應(yīng)用。但是在這一前提的限制下,提升譜效率的唯一方法就是增加調(diào)制階數(shù),而高階調(diào)制系統(tǒng)會(huì)對(duì)鏈路中的噪聲及非線性效應(yīng)非常敏感。因此通過(guò)放松對(duì)正交性的保持來(lái)獲得更高的譜效率越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。在無(wú)線通信系統(tǒng)中,有一種高頻譜效率頻分復(fù)用(SEFDM)技術(shù)可以進(jìn)一步提升OFDM系統(tǒng)的譜效率。它通過(guò)放棄保證子載波之間的正交性,使得相鄰子載波靠的更近,從而達(dá)到提升譜效率的作用。鑒于SEFDM技術(shù)在提升譜效率方面的優(yōu)勢(shì),本論

3、文將研究該技術(shù)在光纖通信領(lǐng)域的應(yīng)用,并從直檢系統(tǒng)和相干系統(tǒng)兩個(gè)方向分別實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在光通信系統(tǒng)中的傳輸與解調(diào)。
　　本文有兩個(gè)主要的研究方向:1)研究SEFDM算法的譯碼器,使其不僅能有非常良好的恢復(fù)數(shù)據(jù)的性能,同時(shí)復(fù)雜度相對(duì)較低。2)研究針對(duì)光SEFDM系統(tǒng)適用的信道相應(yīng)、相位噪聲等損傷參量的補(bǔ)償算法。雖然SEFDM具有很好的提升譜效率的能力,但是非正交帶來(lái)的強(qiáng)烈的子載波間干擾為解調(diào)算法帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。本文在結(jié)合前人對(duì)SEFDM信號(hào)

4、檢測(cè)算法研究的基礎(chǔ)上,提出了聯(lián)合迭代算法(ID)和固定球面算法(FSD)的混合解調(diào)算法。該方法可以在一個(gè)固定相對(duì)較低的算法復(fù)雜度情況下獲得良好的BER性能;另外,SEFDM算法子載波非正交的特性也導(dǎo)致傳統(tǒng)適用于光OFDM系統(tǒng)的信道響應(yīng)、相位噪聲等損傷參量的補(bǔ)償算法不再適用。因此,根據(jù)SEFDM數(shù)據(jù)的特點(diǎn),本文提出了基于時(shí)域上的信道估計(jì)和相位噪聲估計(jì)算法。為驗(yàn)證所提出的譯碼器算法和信道、相噪補(bǔ)償算法的性能,我們利用 VPI和Matlab聯(lián)

5、調(diào)仿真軟件搭建了光單邊帶直檢 SEFDM通信系統(tǒng)和相干光SEFDM通信系統(tǒng)仿真平臺(tái),以實(shí)現(xiàn)上述算法的仿真理論分析。
　　同時(shí),本文首次在實(shí)際的離線光直檢帶邊帶實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上驗(yàn)證了傳輸80km單模光纖的10G/b4QAM-SEFDM信號(hào)可以在微小的性能代價(jià)下提升光頻譜的利用率。其中特別的是,在壓縮20％的頻譜帶寬后,光4QAM-SEFDM系統(tǒng)與同等速率的4QAM-OFDM系統(tǒng)BER性能近似相同,且相比同速率的8QAM-OFDM系統(tǒng)OSN