高速光通信中基于新型编码调制的变速率OFDM技术研究

High-speed optical communication is one of the most popular research directions in optical communications field. Many channel codes construction methods and encode-modulation/demodulation-decode principles such as Turbo code, LDPC（Low Density Parity Check） code and TCM（Trellis code Modulation） code have been researched. On this basis, a novel code modulation construction method, called LDPC-TCM or Turbo-TCM, will be constructed for high speed optical fiber communication. Its code modulation,decode demodulation algorithm and realization scheme will be proposed. On the basis of studying high-speed optical transmission theory，200Gb/s optical OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing） signal generate scheme will be put forward. And applied proposed novel code modulation method in optical OFDM system, a 200Gb/s variable-rate optical OFDM system based on the novel code modulation format will be presented,analized and experimentally verified. The research results of this project can solve the problem of multi-rate hybrid transmission in high-speed optical OFDM system and provide a new way in realizing high-speed, large capacity, multi-rate optical fiber communication.

高速光通信是目前光通信领域中最为热门的研究方向之一。在研究TCM、Turbo码、LDPC码的构造方法与编解码调制解调基本原理、高速光传输理论的基础上，提出适合高速光通信的Turbo码或LDPC码与TCM相结合的新型编码调制格式、编码调制与解调译码算法和实现方案；从高速光传输理论出发，提出200Gb/s 光OFDM信号产生方案；将新型编码调制技术与光OFDM技术相结合，提出基于新型编码调制格式的、可实现最高兼容200Gb/s的变速率光OFDM系统实现方案，建立实验演示系统，进行性能分析和方案优化。该项目的研究成果解决高速光OFDM系统中多速率混传问题，为高速、大容量、可变速率的光通信系统实现提供新途径。

在研究TCM、Turbo 码、LDPC 码的构造方法与编解码调制解调基本原理、高速光传输理论的基础上，对基于新型编码调制格式的、可变光速率的光OFDM系统的关键理论和实现方案进行了仿真和实验研究。提出了适用于高速光通信系统的LDPC-16QAM、TC-32QAM和LDPC-TCM级联编码的新型编码调制格式和实现方案；提出了200Gb/s高速光OFDM信号产生方案和基于新型调制格式的、高速光OFDM 系统方案，提出了基于过采样的光OFDMA变速率接入方案和基于色散均衡的实时光OFDM信号传输方案，并利用FPGA开发板建立了实时变速率OFDM系统仿真平台和基于色散均衡的实时光OFDM信号传输实验平台。在此基础上，本课题组还增加了能量受限通信系统传输机理和高速大容量光载毫米波的信号方面的研究，提出了面向高能量效率的APPM、LDPC-APPM和TC-AOPPM编码调制子系统实现方案、利用M-ASK调制信号产生自适应光载射频M2-QAM信号的方案。获得省部级奖励1项，发表学术论文10篇(其中被SCI检索4篇，被EI检索的学术论文9篇)，申请发明专利3项（其中获得授权发明专利1项），培养博士后1人、博士生3人、硕士生6人，圆满并超额完成本课题的原定任务。该项目的研究成果解决高速光OFDM 系统中多速率混传问题，为高速、大容量、可变速率的光通信系统实现提供新途径。