空间光通信正交频分复用系统同步技术研究

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1、分类号TN929．12密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目空间光通信正交频分复用系统同步技术研究英文题目ResearchonSynchronizationofOrthogonalFrequencyDivisionSpaceOpticalCommunications硕士研究生指导教师学科专业王钦波王汝言教授论文提交日期2013．6．6论文答辩日期2013．5．25论文评阅人学校盲审答辩委员会主席赵国锋教授重庆邮电大学2013年6月6日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致

2、谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重迭整皇太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：王锄k汉签字日期：：2．o1,5年6月6日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽自E虫太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽由E电太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论

3、文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：王认、足导师签名：，_、亏签字日期：如13,年6月6日签字日期：加矽年占月多日摘要空间光通信因为其组网快、成本低、无需申请频率、适用于多种网络等优点，迅速成为一种备受关注的技术。然而，由于大气湍流的影响，激光在大气中传播时，光波的振幅和相位均会产生波动，即使在天气晴朗的条件下，大气湍流也是影响空间光通信链路性能的主要因素。光正交频分复用技术作为一种新型的光调制技术，集合了激光通信技术和正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技

4、术两者的优势。OFDM技术可通过降低符号速率获得对大气湍流信道深度衰落较高的耐受性，但是空间激光通信采用光强度调制，只能传送单极性实数信号，并且OFDM技术对于同步的敏感度高，需要有稳定的方式来完成同步，才能保障OFDM的正常工作。针对以上问题，本论文的研究内容如下。文章介绍了OFDM系统的基本原理及同步偏差对系统的影响。详细分析三种经典的OFDM系统时间同步算法原理和叠加同步算法原理，并指出了将它们应用到光通信中可能存在的问题。针对空间光通信系统的功耗效率要求高，大气湍流带来的系统性能下降等问题，将一种新的OFDM技术，即非对称限幅光OFDM技术

5、，应用到空间光通信系统中，利用该调制技术的非对称削减不会引入失真的特性，设计了一种基于非对称限幅OFDM的空间光通信调制方案。在大气湍流信道下，对该调制方案的性能进行了仿真研究，并将它与传统的开关键控和直流偏置光OFDM技术进行了比较。仿真结果表明采用非对称限幅的光OFDM技术，在有光强闪烁的大气湍流信道中，增强了系统对大气湍流的抗干扰能力，满足了自由空间光通信的要求。针对射频OFDM系统的同步技术无法直接应用于光OFDM系统，插入训练序列的同步方法会影响数据传输有效性等问题，设计了一种基于叠加训练序列的光OFDM同步方法。文中使用的叠加训练序列是

6、根据非对称限幅光OFDM系统结构特点重新构造的具有尖锐自相关性的序列，在发送端将训练序列分配一定功率后叠加到一个完整的OFDM数据符号之上，在接收端以本地产生的本地训练序列与接收信号进行相关运算，通过相关函数取得峰值的位置来确定OFDM同步位置，进而完成同步。仿真结果表明该方法不仅能够在大气湍流信道下准确的进行时间同步，而且比传统的插入训练序列方法具有更高的同步正确率。关键词：空间光通信，正交频分复用，非对称限幅，叠加训练序列，同步技术重庆邮电大学硕士论文IIAbstractBecausetheformationofthenetworktimeiS

7、short，andloWcost，noneedtoapplyfrequency,applicabletoavarietyofnetworks，etc．，thespaceopticalcommunicationisrapidlybecomingaconcerntechnique．However，duetotheinfluenceoftheatmosphericturbulence，thepropagationofthelaserlightintheatmosphere，theamplitudeandphaseofthelightwavewillflu

8、ctuate，eveninsunnyweather，theatmosphericturbulenceisalsothema