光载相位连续正交频分复用信号的应用研究

本项目将首次建立光载相位连续正交频分复用（MSK-OOFDM）信号调制/解调以及相位连续编解码的通信理论模型，阐明MSK-OOFDM信号的光纤传输机理，提出MSK-OOFDM信号抵抗载波频率偏移、相位噪声和峰均功率比影响的有效方法，实现MSK-OOFDM信号自载波提取的相干接收技术，采用理论分析、数值模拟和实验验证三方面有机结合的方式来研究MSK-OOFDM信号在高速光信号传输系统、宽带光纤无线通信系统、分组交换光网络和无源光接入网络中的应用优势。.选择进行MSK-OOFDM信号在光网络中应用的理论、数值模拟和实验研究，形成具有独立知识产权的研究成果，不但能提高光电设备的利用率和提升多业务通信的传输和交换性能，而且能降低传统光正交频分复用通信系统的信号处理难度并改善信号接收质量，还将顺应光网络单通道传输高速率、网络动态可重构的发展趋势，具有重大的科学意义和实用价值。

中文摘要.一、背景和方向.光纤接入网络作为支撑国家信息基础设施的用户侧网络，其业务高速、大容量、多样化发展的大背景给我们提出了两大问题：带宽效率和动态重构。通常采用幅度调制的方案不但导致用户接入带宽效率低，而且不利于动态可重构的光纤接入网络快速重配置。因此传统的光通信技术难以满足未来光纤接入网络发展的趋势，变革势在必行。国内外报道的OOFDM信号通常是采用相移键控（PSK）或正交振幅（QAM）调制产生，很少研究机构提出采用最小频移键控（MSK）调制产生OOFDM信号并在光网络中研究其实际应用，故有必要立项研究来抢占该领域国际高科技知识产权竞争的制高点。.二、主要内容、重要结果和关键数据.本项目完成人建立了OOFDM信号的发射（含调制及编码等）、传输和接收（含解调及解码等）的宽带光接入系统仿真环境和实验模型。在此基础上，理论分析和实验研究了：1、在全双工宽带波分复用光纤无线融合接入（WDM-RoF）系统中，连续相位调制（CPM或MSK）产生的OOFDM光信号的收发及接入传输性能；2、在宽带光纤无线融合接入系统中，采用5Gbit/s的16QAM-OFDM信号采用60GHz毫米波承载，经光纤下行传输42公里后再无线接入传输0.4米，并采用四种有效的预处理方案来降低高峰均功率比（PAPR）的负面效应，优化OOFDM光信号的接收灵敏度；3、在宽带光网络接入的单元侧（ONU）采用两种相位编码（PSK和QPSK）映射方案产生10Gbit/s的OOFDM基带信号直接进行电光调制和发送，在宽带光接入网的线路端（OLT）结合空时编解码（STCD）技术和多输入单输出（MISO）技术进行用户无线覆盖的方案。.三、科学意义.本项目的研究对降低峰均功率比影响、克服相位噪声、预补偿非线性、提高谱效率、实现信道估计与跟踪、简化信号处理复杂度和收发端配置的OOFDM宽带接入系统的应用具有较重要的科学价值；并将促进单光纤传输大容量、子信道调度易重构的OOFDM接入系统实用化。