1.算法描述

光通信系統(tǒng)中，QAM調(diào)制應(yīng)用廣泛，因?yàn)槠淅梅群拖辔煌瑫r(shí)傳遞i信息，提高了頻帶利用率。目前，最高階數(shù)的QAM已達(dá)到1024-QAM即星座圖有1024個(gè)點(diǎn)。雖然QAM應(yīng)用廣泛，但是由于其產(chǎn)生的信號(hào)是復(fù)數(shù)信號(hào)，無法直接應(yīng)用在基于強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測（IM/DD）系統(tǒng)中，所以一種改進(jìn)的QAM調(diào)制格式對(duì)于可見光通信領(lǐng)域就顯得尤其重要。

正交幅度調(diào)制（QAM）是一種將兩種調(diào)幅信號(hào)聚合在一起的調(diào)制方法。正交調(diào)幅信號(hào)由兩個(gè)頻率相同，相位相差90°的載波，分別稱為I支路信號(hào)（同相支路）和Q支路信號(hào)（正交支路），兩種被調(diào)制的載波在發(fā)送端被混合，在整體上顯示為對(duì)載波的幅度和相位同時(shí)進(jìn)行調(diào)制。

OFDM技術(shù)的總體流程可以表示成圖1。圖1中，有碼元a1到ak，共k個(gè)子信道，每個(gè)子信道對(duì)應(yīng)一個(gè)子載波，這些子載波與ak相結(jié)合調(diào)制(基帶調(diào)制)，調(diào)制結(jié)束后再進(jìn)行射頻調(diào)制，圖中省略用天線圖案表示。此后，空中疊加發(fā)送，接收端分別接收后進(jìn)行解調(diào)。

光通信就是以光波為載波的通信。增加光路帶寬的方法有兩種：一是提高光纖的單信道傳輸速率；二是增加單光纖中傳輸?shù)牟ㄩL數(shù)，即波分復(fù)用技術(shù)（WDM）。

ASON

無論從國內(nèi)研發(fā)進(jìn)展、試商用情況，還是從國外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，國內(nèi)運(yùn)營商在傳送網(wǎng)中大規(guī)模引入ASON技術(shù)將是必然的趨勢。ASON(AutomaticallySwitchedOpticalNetwork，智能光網(wǎng)絡(luò))是一種光傳送網(wǎng)技術(shù)。目前的產(chǎn)品和市場狀況表明，ASON技術(shù)已經(jīng)達(dá)到可商用的成熟程度，隨著3G、NGN的大規(guī)模部署，業(yè)務(wù)需求將進(jìn)一步帶動(dòng)傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，預(yù)計(jì)2007年ASON將得到更加廣泛的商用。

FTTH

FTTH(FiberToTheHome，光纖到戶)是下一代寬帶接入的最終目標(biāo)。目前，實(shí)現(xiàn)FTTH的技術(shù)中，EPON將成為未來我國的主流技術(shù)，而GPON最具發(fā)展?jié)摿ΑPON采用Ethernet封裝方式，所以非常適于承載IP業(yè)務(wù)，符合IP網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的趨勢。目前，國家已經(jīng)將EPON作為“863”計(jì)劃重大項(xiàng)目，并在商業(yè)化運(yùn)作中取得了主動(dòng)權(quán)。

GPON比EPON更注重對(duì)多業(yè)務(wù)的支持能力，因此更適合未來融合網(wǎng)絡(luò)和融合業(yè)務(wù)的發(fā)展。但是它目前還不夠成熟并且價(jià)格偏高，還無法在我國大規(guī)模推廣。

我國的FTTH還處于市場啟動(dòng)階段，離大規(guī)模的商業(yè)部署還有一段距離。在未來的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中，運(yùn)營商對(duì)本地網(wǎng)“最后一公里”的壟斷是制約FTTH發(fā)展的重要因素，采取“用戶駐地網(wǎng)運(yùn)營商與房地產(chǎn)開發(fā)商合作實(shí)施”的形式，更有利于FTTH產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。從日本、美國、歐洲和韓國等國家的FTTH發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，F(xiàn)TTH的核心推動(dòng)力在于網(wǎng)絡(luò)所提供的豐富內(nèi)容，而政府對(duì)應(yīng)用和內(nèi)容的監(jiān)控和管理政策也會(huì)制約FTTH的發(fā)展。

WDM

WDM突破了傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)容量的極限，將成為未來光網(wǎng)絡(luò)的核心傳輸技術(shù)。按照通道間隔的不同，WDM(WavelengthDivisionMultiplexing，波分復(fù)用)可以分為DWDM(密集波分復(fù)用)和CWDM(稀疏波分復(fù)用)這兩種技術(shù)。DWDM是當(dāng)今光纖傳輸領(lǐng)域的首選技術(shù)，但CWDM也有其用武之地。相對(duì)于DWDM，CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、對(duì)光纖要求低等優(yōu)點(diǎn)。未來幾年，電信運(yùn)營商將會(huì)嚴(yán)格控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，這時(shí)CWDM技術(shù)就有了自己的生存空間，它適合快速、低成本多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，如應(yīng)用于城域和本地接入網(wǎng)、中小城市的城域核心網(wǎng)等。

RPR

彈性分組環(huán)(ResilientPacketRing，RPR)將成為未來重要的光城域網(wǎng)技術(shù)。近年來許多國內(nèi)外傳輸設(shè)備廠商都開發(fā)了內(nèi)嵌RPR功能的MSTP設(shè)備，RPR技術(shù)得到了大量芯片制造商、設(shè)備制造商和運(yùn)營商的支持和參與。

2.matlab算法仿真效果

matlab2017b仿真結(jié)果如下：

3.MATLAB核心程序

%參數(shù)初始化

%the OFDM symbols，OFDM長度

Nsc ??????????= 256; ????

%frame length

Lf ???????????= 10; ???????????????

%發(fā)送數(shù)據(jù)

tx_data ??????= func_seq('PRBS_15','PRBS',2e5); ??

%MQAM

M ????????????= 4;

%QAM調(diào)制

[mods,demods] = func_MQAM(Nsc,'M',M,'SymbolOrder','Gray');

%高斯白噪聲

SNR ??????????= [1:1:8];

Ng ???????????= 0.1;

%training sequence

TS_level ?????= [1,1]; ?

%samples per symbol ??????

Nfft ?????????= 8*Nsc; ????????????????

%cyclic prefix length

Np ???????????= round(Ng*Nfft); ??????????????????????????????????????????????

%發(fā)送前調(diào)制

y_Tx_mod ?????= func_OFDM_modulator(tx_data,mods,Np,Lf,TS_level,Nfft);

%開始循環(huán)

for i = 1:length(SNR)

i

SNRs = SNR(i);

%可見光信道

y_Tx_bef = y_Tx_mod;

Fs ??????= 40e9;%采樣頻率

Ts ??????= 1/Fs;%采樣周期

F_AWG ???= 10e9;%頻率偏移

F_RF ????= 0; ???????????????????????????????

AWG ?????= upsample(y_Tx_bef,Fs/F_AWG); ?????????

n ???????= (1:length(AWG))';

S_RF ????= AWG.*exp(1j*2*pi*F_RF*n*Ts); ????????%

%LED信道

SNRdb ???= func_LED_channel();

%降采樣

y_Rx ???????= func_decimate2(S_RF,Fs/F_AWG);

%最后加入白噪聲

y_Rx2 ??????= awgn(y_Rx,SNRs+SNRdb,'measured');

%OFDM解調(diào)

[rx_data,Y] = func_OFDM_demodulator(y_Rx2,demods,Np,Lf,TS_level,Nfft);

[Nerr,BER] ?= func_error(rx_data,15,0);

Bers(i) ????= BER;

end

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