CO-OFDM传输系统调制方式分析

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16APSK

16APSK⁃OOFDM系统分析研究作者：华建成梁猛巩稼民来源：《现代电子技术》2014年第14期摘要：基于Optisystem和Matlab软件构建相干解调光正交频分复用（CO⁃OFDM）系统仿真平台。

从O⁃OFDM的调制出发，在Optisystem中用幅度相位键控（APSK）调制代替现在主流使用的方形正交振幅调制（QAM）。

分析APSK调制在光通信中的优越性，并将得到的仿真星座图、误码率、线宽与QAM调制下的结果相互对比，从而区分APSK调制比QAM 调制优越性并总结规律。

关键字：光正交频分复用；幅度相移键控；正交幅度调制；光通信中图分类号： TN919⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）14⁃0011⁃03 Research and analysis on 16APSK⁃OOFDM systemHUAN Jian⁃cheng1， LIANG Meng2， GONG Jia⁃min2（1. School of Communication and Information Engineering，Xi’an University of Posts and Telecommunications，Xi’an 710121， China；2. School of Electronic Engineering，Xi’an University of Posts and Telecommunications，Xi’an 710121， China）Abstract： A system simulation platform of CO⁃OFDM （coherent detection optical orthogonal frequency division multiplexing） was established on the basis of the softwares Optisystem and Matlab. Starting from the O⁃OFDM （optical orthogonal frequency division multiplexing）modulation， APSK （amplitude and phase shift keying） modulation was adopted in the software Optisystem to replace the square QAM （quadrature amplitude modulation） modulation that is prevalently used in the software Optisystem and Matlab. The the advantages of APSK in optical communication is analyzed. The constellation graph， BER and linewidth getting from the simulating results are compared with the results from QAM， so as to determine the superiority of APSK modulation which is better then QAM modulation. The relative law is summarized.Keywords： O⁃OFDM； APSK； QAM； optic communication0 引言近几年兴起的光传输技术，由于光通信的传输速率、传输距离及容量的不断增加，使得光纤中的非线性效应、色散等成为影响光通信质量的重要因素。

OFDM原理及实现

2023-11-09•OFDM原理•OFDM实现的关键技术•OFDM系统设计目录•OFDM系统性能评估•OFDM系统应用01 OFDM原理OFDM（正交频分复用）是一种无线通信传输技术，其主要思想是将高速数据流分割为多个低速子数据流，并在多个正交子载波上并行传输。

OFDM技术可以有效抵抗多径效应和频率选择性衰落，提高频谱利用率，实现高速数据传输。

OFDM基本概念OFDM系统主要由调制器、IFFT/FFT变换器和并/串转换器等组成。

调制器负责将输入的数据符号调制到各个子载波上，IFFT/FFT变换器则进行时域/频域变换，实现子载波的并行传输，最后通过并/串转换器将数据符号转换为串行信号进行传输。

OFDM系统组成OFDM信号调制主要采用QAM（Quadrature Amplitude Modulation）等调制方式，将输入的数据符号调制到各个子载波上。

QAM是一种同时对幅度和相位进行调制的调制方式，其调制符号由幅度和相位共同表示。

OFDM信号解调需要经过串/并转换、FFT/IFFT变换、解调等步骤。

串/并转换器将接收到的串行信号转换为并行信号，然后通过FFT/IFFT变换器进行频域/时域变换，得到各个子载波上的数据符号。

最后，解调器对数据符号进行解调，恢复出原始的数据。

02 OFDM实现的关键技术IFFT和FFT算法快速傅里叶变换（FFT）算法FFT是一种高效计算离散傅里叶变换（DFT）及其逆变换的算法，用于将信号从时域转换到频域，以及从频域转换到时域。

在OFDM系统中，FFT用于接收端解调数据，而IFFT则用于发射端调制数据。

逆快速傅里叶变换（IFFT）算法IFFT是FFT的逆运算，用于将信号从频域转换到时域。

在OFDM系统中，IFFT用于将调制后的数据转换为时域信号进行发射。

为了消除多径效应和符号间干扰（ISI），OFDM系统在每个符号之间插入了一段保护间隔。

保护间隔通常为一段循环前缀，其长度与符号长度相同。

相干光正交频分系统CO—OFDM的原理及仿真分析

２１０１年
第２７期
ＳＩＮＥ＆ＴＣＮＯＧＦＲＴＯＣＥＣＥＨＯＬＹＩＯＭＡＩＮＮ
Ｏ科教前沿０
科技信息
相干光正交频分系统ＣＯＤ的Ｏ— ＦＭ原理及仿真５）５０９
【要】摘光纤通信具有其它通信方式无可比拟的优点，因而倍受青睐，不断获得发展。相干光正交频分复用系统（ＯＯＦＭ）Ｃ — Ｄ融合了正交频分复用技术（ＦＭ）ｏＤ和相干检测的双重优势。对于高速的光纤传输中存在的色度色散（Ｄ）ｃ和偏振模色散（ＭＤ）Ｐ有很好的抑制作用，具有很高的频谱利用率本文首先介绍了ＣＯＤ的原理，用仿真软件Ｏｔｓｍ建立了真模型，Ｏ— ＦＭ利ｐｓｔｉｅｙ仿得到了系统的星座图和误码率曲线，并与传统ＱＭ调制进行了比较。ＣＯＤ将会在未来高速率、ＡＯ— ＦＭ大容量和长距离传输系统中有广阔应用前景。【关键词】ＯＯＦＭ；ｔｓｍ；Ｃ — ＤＯｐｓｔ峰均功率比（ＡＲ）ｉｅｙＰＰ
ｐｌｒａｉｄｉｅｓｎ（ＭＤ．ｈａｅｔｄｃｓｉｅａｌｈｒｃｌｏＯ— ＤＵｉｇｓｌｉｏｔａｅｔｅｔｂｉｉｕａｉｏａｚｔｎｍｏｅｄｓｒｉＰ）ＴｅｐｐｒｉｒｕｅｄｔｉｔｅｐｎｉｅｆＣＯＦＭ，ｓｎｉａｏｓｆｒｏｓｌｈａｓｌｔｎｉｏｐｏｎｏｎｉｐｍｕｔｎｗａｓｍｏｍｄｌｗｔｔｙｔｍ．ｏｓｌｔｎｓｓｅｎｈｒｒａｅｃｒｅａｅｏｔｉｅ，ｎｏａｅｉｅｔｄｔｎＡｏｕａｏ．Ｏ－ＤｏｅｉＯｐｉｓｅＣｎｔｌｉｙｔｍａｄｔｅｅｒｔｕｖｒｂａｄａｄｃｍｐｄｗｔｔｒｉｏａＱＭｍｄｌｔｎＣＯＦＭｈｓｅａｏｏｒｎｒｈｈａｉｌｉ

OFDM的基本原理剖析

OFDM的基本原理剖析1 从FDM到OFDM早期发展的无线网络或移动通信系统，是使用单载波调制(Single-carrier Modulation)技术，单载波调制是将要传送的信号(语音或数据)，隐藏在一个载波上，再藉由天线传送出去。

信号若是隐藏于载波的振幅，则有AM、ASK调制系统；信号若是隐藏于载波的频率，则有FM、FSK调制系统；信号若是隐藏于载波的相位，则有PM、PSK调制系统。

使用单载波调制技术的通讯系统，若要增加传输的速率，所须使用载波的带宽必须更大，即传输的符元时间长度(Symbol Duration)越短，而符元时间的长短会影响抵抗通道延迟的能力。

若载波使用较大的带宽传输时，相对的符元时间较短，这样的通讯系统只要受到一点干扰或是噪声较大时，就可能会有较大的误码率(Bit Error Ratio, BER)。

为降低解决以上的问题，因此发展出多载波调制(Multi-carrier Modulation)技术，其概念是将一个较大的带宽切割成一些较小的子通道(Subchannel)来传送信号，即是使用多个子载波(Subcarrier)传来送信号，利用这些较窄的子通道传送时，会使子通道内的每一个子载波的信道频率响应看似平坦，这就是分频多任务(Frequency Division Multiplexing, FDM)观念。

因为带宽是一个有限的资源，若频谱上载波可以重迭使用，那就可以提高频谱效率(Spectrum Efficiency,η)，所以有学者提出正交分频多任务(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)的技术架构。

FDM与OFDM两者最大的差异，在OFDM系统架构中每个子信道上的子载波频率是互相正交，所以频谱上虽然重迭，但每个子载波却不受其他的子载波影响。

图1FDM与OFDM频谱FDM和OFDM频谱互相比较，如图1所示，OFDM所须的总带宽较小，倘若可以提供的载波总带宽是固定的，则OFDM系统架构将可以使用更多的子载波，使得频谱效率增加，提高传输量，而能应付高传输量需求的通讯应用。

OFDM技术和CE-OFDM技术的研究

OFDM技术和CE-OFDM技术的研究OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术是一种广泛应用于无线通信系统中的多载波调制技术，具有抗多径衰落、高速数据传输等优点。

在OFDM技术的传输系统中，将整个频带分割成许多子载波，每个子载波所含有的信息可以看作对正弦函数的调制。

这种调制方式有助于充分利用频谱资源，提高系统的频率利用率。

然而，常规OFDM技术也存在一些问题，例如对于高移动性信道环境下的频偏补偿要求较高，而且当子载波间隔过小时会对系统的灵敏度造成影响，导致系统的数据传输效率减少。

因此，一些研究者提出了新的OFDM技术，包括CE-OFDM（Cyclic Extension Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术。

CE-OFDM技术是一种对常规OFDM技术进行改进的技术。

它通过增加循环前缀（Cyclic Prefix）来解决在高移动性信道环境下的频偏补偿问题。

循环前缀是指在OFDM符号之前添加的一段空白时间，这段时间的长度与OFDM符号的长度相同。

这样，接收端可以通过取出循环前缀来进行频偏补偿，从而提高了信道的抗干扰能力。

在添加循环前缀之后，每个OFDM符号的长度会相应增加，进而使每个子载波的间隔也增加。

这样可以减少子载波间的相互影响，提高系统的数据传输效率。

相比传统OFDM技术，CE-OFDM技术还具有以下优点。

首先，CE-OFDM技术可以降低系统的符号间互相干扰，提高了系统的数据传输效率。

其次，CE-OFDM技术对于频率选择性信道的抗干扰能力更加强劲，可以避免信道过渡带的干扰。

此外，CE-OFDM技术还可以利用EVM（Error Vector Magnitude）来进行误码率的评估，从而有效地提高了系统的稳定性和鲁棒性。

总之，OFDM技术和CE-OFDM技术是无线通信系统中广泛应用的多载波调制技术。

相干调制的特点

相干调制的特点相干调制是一种常用于无线通信系统中的调制技术，其主要特点是能够提高系统的抗干扰能力和频谱利用率。

在相干调制中，发送端将待传输的数字信号与载波进行相干合成，形成调制信号，接收端再将接收到的调制信号与本地产生的本振信号进行相干解调，恢复出原始的数字信号。

相干调制的特点主要体现在以下几个方面：1. 抗干扰能力强：相干调制技术可以通过调整调制信号的相位、频率和幅度等参数，使接收端能够更好地抵抗信道中的噪声和干扰。

相干调制技术在解调过程中可以利用已知的本振信号来消除传输过程中引入的相位和频率偏差，从而提高系统的抗干扰能力。

2. 频谱利用率高：相干调制技术可以将多个数字信号通过不同的调制方式映射到不同的频率上进行传输，从而实现频分复用。

相较于其他调制技术，相干调制能够更有效地利用频谱资源，提高频谱利用率，实现高速数据传输。

3. 传输效率高：相干调制技术能够在保证传输质量的前提下，实现高速数据传输。

通过调整调制参数，可以在不同的传输环境下选择合适的调制方式，以达到最佳的传输效率。

4. 系统设计复杂：相干调制技术在发送端和接收端都需要进行相干合成和相干解调的处理，涉及到复杂的信号处理算法和硬件设计。

相比于非相干调制技术，相干调制技术需要更高的计算和处理能力，系统的设计和实现相对复杂。

5. 适用范围广：相干调制技术可以适用于不同的无线通信系统，包括移动通信、卫星通信、无线局域网等。

无论是窄带通信系统还是宽带通信系统，相干调制技术都能够提供稳定的信号传输和较高的传输速率。

相干调制技术在现代通信系统中得到了广泛应用。

随着无线通信技术的不断发展，相干调制技术也在不断演进和改进。

例如，相干正交调制技术（CO-OFDM）将正交频分复用（OFDM）与相干调制相结合，既提高了频谱利用率，又增强了抗多径干扰能力，适用于高速移动通信系统。

相干调制技术以其抗干扰能力强、频谱利用率高、传输效率高等特点，在无线通信领域具有重要的应用价值。

OFDM的原理与应用

OFDM的原理与应用OFDM（正交频分复用）是一种基于频域传输的调制技术，其原理是将高速数据流分为多个低速子载波，然后将这些子载波正交分割，相互之间不会产生干扰。

OFDM技术具有分频复用、抗多径干扰、高频谱利用率等优点，被广泛应用于无线通信、数字电视、宽带接入等领域。

OFDM的原理主要包括子载波分割、调制和FFT（快速傅里叶变换）三个步骤。

首先，将高速数据流分为多个不同频率的子载波，以降低每个子载波的传输速率。

然后，对这些子载波进行调制，将数据编码为正弦或余弦波形。

最后，使用FFT将调制后的子载波合并为一个频域信号，并通过信道进行传输。

OFDM技术具有以下几个重要应用：1.无线通信：OFDM广泛应用于无线通信领域，如Wi-Fi（无线局域网）、LTE（长期演进）等。

由于OFDM技术对多径干扰具有较强的抵抗能力，能够有效提高系统的容量和覆盖范围。

2.数字电视：OFDM被用于数字电视领域，如DVB-T（数字视频广播-地面传输）和DVB-T2等系统。

通过将数字电视信号分成多个子载波，OFDM技术能够有效抵抗多径干扰和频率选择性衰落，提高信号质量和传输效率。

3.宽带接入：OFDM也被用于宽带接入技术，如ADSL（非对称数字用户线路）和VDSL（对称数字用户线路）。

OFDM技术可以利用传输线路的频域衰减特性，提高传输速率和抗干扰能力，实现高速宽带接入。

4.光纤通信：OFDM技术也可以应用于光纤通信系统中，如CO-OFDM （相干光正交频分复用）系统。

通过将光信号分割为多个子载波，CO-OFDM可以提高光纤通信系统的容量和传输距离。

总结起来，OFDM技术的优点在于其对频域干扰和多径干扰有较强的抵抗能力，能够提高系统的性能和可靠性。

随着无线通信和数字传输技术的不断发展，OFDM技术将继续在各个领域发挥重要作用。

无线通信中的OFDM技术原理及应用教程

无线通信中的OFDM技术原理及应用教程OFDM技术（正交频分复用技术）是现代无线通信领域中常用的一种多载波调制技术。

它能够有效地抵抗多径传播和频偏等问题，提高无线信号的传输质量和系统容量，被广泛应用于Wi-Fi、LTE等无线通信标准中。

本文将从OFDM技术的原理和应用两个方面进行介绍。

一、OFDM技术的原理OFDM技术将高速数据流分为多个较低速率的子载波，每个子载波之间正交，通过多个子载波同时传输数据。

这样可以充分利用频谱，并且能够抵抗多径传播带来的码间干扰。

OFDM系统包含三个主要的过程：调制、并行传输和接收端处理。

1. 调制：OFDM系统使用QAM或PSK等调制方式将原始数据信号转换为复数形式的符号。

复数符号在频域上表示为一个复数序列。

每个复数符号代表一个子载波上的数据。

2. 并行传输：OFDM系统将调制后的符号并行地发送到不同的子载波上。

每个子载波负责传输一部分数据，子载波之间正交避免了码间干扰。

3. 接收端处理：接收端利用FFT（快速傅里叶变换）将接收到的OFDM信号从频域转换为时域。

然后，对每个子载波信号进行解调和译码，将其恢复为原始数据信号。

二、OFDM技术的应用OFDM技术在无线通信领域有广泛的应用，以下列举了几个主要的应用领域。

1. Wi-Fi网络：OFDM技术是Wi-Fi网络中使用的一种调制技术。

Wi-Fi网络使用的是802.11标准，其中包括了多个子标准，如802.11a、802.11g和802.11n等。

这些子标准中的大部分都采用了OFDM技术，用于提供高速、稳定的无线网络连接。

2. 移动通信：OFDM技术也被广泛应用于移动通信领域，如LTE（Long Term Evolution）网络。

LTE网络采用了OFDMA（OFDM Access）技术，将频谱划分为不同的子载波，用于同时传输多个用户的数据。

这样可以提高系统容量和频谱效率，实现高速的移动数据传输。

3. 数字电视和广播：OFDM技术在数字电视（DVB-T）和广播（DAB）中也有应用。

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软件２１年第３卷第１期：８￣８页００ｌ１２６
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Ｃ — ＦＭ输系统调制方式分析ＯＯＤ传
李银凤
（京邮电大学电子工程学院，北京１０７）北８６０
摘要：相干光正交频分复用（０ＯＤ）Ｃ一ＦＭ技术是一种新的复用技术，在高速长距离传输系统研究中具有很大的吸弓力。该技术具有相干检测和ＯＤ的双重优点，不仅频谱利用率高，还能有效抵抗色度色散和ＩＦＭ偏振模色散（Ｍ），而且能在现有的网络基础设施上升级，扩容也方便，所以在高速率、大容量和长距ＦＤ离传输系统中有广阔的应用前景。本文提出了ＯＯＤ单模光纤系统实验模型，并分析了不同调制方式、Ｃ — ＦＭＯＳ以及传输距离对系统性能的影响，对后续１ＯｂｓＮＲＯＧｐ传输系统的搭建具有极大的参考价值。关键词：ＯＤ；相干探测；Ｃ－ＦＭＦＭＯＯＤ；调制方式中图分类号：Ｔ９Ｎ２文献标识码：ＡｄｉＯ３６／．ｓ．０３６７．００１．１ｏ：．９９ｊｉｎ１０ — ９０２１．１０８ｌｓ
ＴｈｅａｌｉｆｍｕｄｕａｉｎｍｅｈｄｓｉｎａｙｓｓｏｌｔｏｔｏｎＣＯ－－ＯＦＤＭｙｔｍｓｓｅ
ＬＩＹｉｆｎｎｅｇ
ＸｔｃｅｇＲｏｄＮｏ１，ｉｉｉｈｎｕａ．ＯＨａｄａｓｃＢｅｉｎｖｒｉｆｏｔａｄＴｌｃｍｍｕｉａｏｓＳｕｅｔｐｒｎ４ＲｏＮｏ７６￣ＤｉｒｔｉｎＵｉｅ（Ｐｓｎｅｏｔ，ｊｇｉｓｙｏｓｅｎｃｔｎ，ｔｄｎＡａｔｔ，ｏｍ．０ｉｍｅ
ｔｃｎｌｇａｏｂｅａｖｎａｅｎｔｏｌｅｓｓｅｈｓｈｇｐｃｒｍｆｃｅｃ，ｕｌｏｃｎｒｓｓｃｒｍａｉｉｐｒｉｎａｄｅｈｏｏｙｈｓｄｕｌｄａｔｇ，ｏｎｙｔｙｔｍａｉｈｓｅｔｈｕｅｉｉｎｙｂｔｓａｅｉｔｈｏｔｄｓｅｓｏｎａｃ
１０ｐｓｒｓｉｓｏｙｔｍ０Ｇｂａｍｓｉｎｓｓｅｔｎ
Ｋｅｗｏｄｓｙｒ：ＯＦＤＭ；ｏｅｅｔｅｅｔｎ；ｃｈｒｎｔｃｉＣＯ— ＤＭ；ｄｌｔｎｍｅｈｄｄｏＯＦｍｏｕａｉｔｏｓｏ
１引言．
ｔｃｎｌｇ，ｅｙａｔｃｉｅｉｅｓｄｆｈｇ —ｐｅｎａｌｔｎｍｉｓｏｙｔｍｓＴｅｃｈｒｎｅｅｔｎｔｇｔｅｔＤＭｅｈｏｏｙｉｖｒｔａｔｎｔｔｙｏｉｈｓｅｄｌｇｈｕａｓｓｉｎｓｓｅ．ｈｏｅｅｔｔｃｉｅｈｒｗｉＯＦｓｒｖｈｕｏｒｄｏｏｈ
ｄｆｅｅｔｉｆｒｎｄｌｔｎｍｅｈｄ，ｍｏｕａｉｔｏｓｏＯＮＳａｄｄｓａｃｎｓｓｅｐｒｏｍａｃ．ｈｘｅｉｅｔｌｒｓｌｈｓａｖｌａｌｅｅｅｃｏＲｎｉｔｎｅｏｙｔｍｅｆｒｎｅＴｅｅｐｒｍｎａｅｕｔａａｕｂｅｒｆｒｎｅｆｒ
ｕｇａｅｉｃｎｅｉｎｓｌＡｓａｒｓｌＣＯ— ＤＭａｒａｐｌａｉｎｐｏｐｃｓｉｉｈｓｅｄｌｒｅｃｐｃｔｎｏｇｄｓａｃｐｒｄｏｖｎｅｔａ１ｅｕｔｓｗｅ．，ＯＦｈｓｂｏｄａｐｉｔｏｒｓｅｔｈｇ —ｐｅ，ｇａａｉａｄｌｎ－ｉｔｎｅｃｎａｙｒｎｍｉｓｏｙｔｍＴｉａｅｒｐｓｄｅｐｒｍｅｔｌｔａｓｓｉｎｓｓｅ．ｈｓｐｐｒｐｏｏｅｘｅｉｎａｄｌｆｓｇｅｍｏｅｏｔｃｌｂｒｓｓｅａｄａａｙｅｅｅｆｃｓｏｅｍｏｅｉｌ－ｄｐｉａｅｙｔｍ，ｎｎｌｚｄｔｆｅｔｆｔｏｎｉｆｈｈ
Байду номын сангаас
ＯＦＤＭ技术引入到光通信中，使高速的数据信号能够在大色散信道中远距离传输的技术，即光正交频
ＡｂｓｒｃｔＣｏｅｅｔｏｔｃｌｏｔｏｏａｒｑｎｙｄｖｓｏｌｉｌｘｎＣＯ— ＤＭ）ｔｃｎｌｇ，ａｅｍｕｔｌｘｎｔａ：ｈｒｎｐｉａｒｈｇｎｌｆｅｕｅｃｉｉｉｎｍｕｔｅｉｇ（ｐＯＦｅｈｏｏｙｓａｎｗｌｉｅｉｇｐ
ｐｌｒａｏｄｉｅｓｎＰＤｅｆｃｉｅｙＥｃｐａ，ａｋｓｆｈｘｓｎｅｗｒｆｓｃｒ，ｘａｓｎｏｏａｉｔｎｍｏｅｄｓｒｏ（Ｍ）ｆｔｌ．ｘｅｔｈｔｔｎｍａｅｕｅｏｅｅｉｉｇｎｔｏｋｉｒｔｔｅｅｐｎｉｒｚｉｐｉｅｖｔｉｃｔｔｎａｒｕｕｏ