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研究生: 陳清澂
Chen, Ching-Cheng
論文名稱: 光學正交分頻多工系統中同調偵測的減少相位雜訊演算法
Phase Noise Reduction Algotithm of Coherent Optical OFDM System
指導教授: 馮開明
Feng, Kai-Ming
口試委員: 馮開明
陳智弘
邱奕鵬
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 通訊工程研究所
Communications Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 72
中文關鍵詞: 演算法同調正交分頻多工
外文關鍵詞: OFDM, algorithm, coherent
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  • 在過去的光纖通訊領域當中,做通道補償的方式大部分以光學的角度來出發,
    但是光學補償的缺點就是價格昂貴,架構複雜以及動態補償效果差,所以近年慢
    慢的演變成數位訊號處理扮演著主要補償的角色,其原因是數位訊號處理可以因
    應不同的需求,來改變其中的補償機制,並且將其中的演算法轉換成積體化電路
    時,所需要的成本將會遠低於在光學上面所做的補償。
    在本篇論文中,我們首先會提到 coherent OFDM 完整的系統架構,接著會提
    到傳送端跟接受端的數位訊號處理,而本篇論文的重心會放在相位偵測上面,其
    原因是在光纖通訊上面主要可以分為兩種調變模式,一種為 direct detection
    OFDM 另一種就是本篇論文所提及的 coherent OFDM,而 coherent OFDM 系統是
    在接收端使用 local laser 來做 beating down 的,相對於 direct detection OFDM 是
    在傳輸的時候帶著一根載波,而在接收端的時候用這根載波來做 beating down 的,
    所以 coherent OFDM 系統必須要比 direct detection OFDM 系統多做相位偵測,其
    中相位偵測的方法在本論文裡面所提到有三種方法,(一) data-aided、(二)
    pilot-aided、(三)phase noise suppression algorithm,在這幾種方法中我們可以發現
    到 phase noise suppression algorithm 這種方法最好,而我們會在論文裡面看到三
    種不同演算法在不同的傳輸距離中比較以及經過 800 公里的單模光纖(SMF)傳輸
    下,我們所使用的 phase noise suppression algorithm 可以比 pilot-aided 演算法提升
    2dB 的光訊雜比(OSNR),同時也不需要任何色散補償光纖,完全只需要數位訊
    號處理的部分,而在正交分頻多工系統下的等化器(equalizer)也比 single carrier
    系統的等化器複雜度要來的低。


    Chapter1 正交分頻多工系統簡介 1 Chapter2 光的正交分頻多工系統 5 2-1 光正交分頻多工系統調變 5 2-2 光學調變器 6 2-2-1 Mach-Zehnder Modulator 6 2-2-2 IQ Optical Modulator 8 2-3 光正交分頻多工系統解調 10 2-4 光正交分頻多工系統架構 11 2-4-1 直接偵測(Direct Detection) 11 2-4-2 同調偵測(Coherent Detection) 14 2-4-3 同調偵測與直接偵測的差別 20 Chapter3 數位訊號處理在光正交分頻多工系統設 21 3-1 傳送端數位訊號處理 22 3-1-1 OFDM 訊號的結構 22 3-1-2 QAM mapping 23 3-1-3 循環字首 CP (Cyclic Prefix) 23 3-2 接收端數位訊號處理 28 3-2-1 Zero-Padding 28 3-2-2 快速複利葉轉換(Fast Fourier Transform) 29 3-2-3 channel estimation 32 Chapter4 模擬與結果 36 4-1 前言 36 4-2 原理簡介 36 4-2-1 Data aided 38 4-2-2 Pilot aided 43 4-2-3 抑制相位雜訊演算法 47 4-3 模擬與結果 51 4-3-1 模擬環境 51 4-3-2 系統模擬結果 55 Chapter5 結論 70 參考文獻 71

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