导读:本文包含了多模光纤通信论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光通信,快速傅里叶变换,现场可编程门阵列,频域均衡
多模光纤通信论文文献综述
黄战华,赵宇璐,李桂芳,王云立[1]（2016）在《少模光纤通信频域均衡中的大点数FFT设计》一文中研究指出为了减小频域均衡系统电路实现的功耗和面积,满足长距离少模光纤通信对均衡器的要求,对关键环节快速傅里叶变换(FFT)电路的实现进行了研究,采用2维分解算法将大点数的FFT运算转换为小点数FFT处理器的设计,降低了硬件复杂度。设计了基于现场可编程门阵列的高速蝶形运算核,实现了16384点FFT的2维R22SDF结构,提高存储器的资源利用率,减少了复数乘法器的使用;进行了理论分析和实验验证,取得了不同时钟频率下的电路结构占用资源的数据。结果表明,FFT运算器的正确性得到验证,该FFT运算器能够适应少模光纤通信系统中优化频域均衡电路结构的要求,能够实现200MHz数据传输速度的频域均衡实时处理。(本文来源于《激光技术》期刊2016年02期）
王云立[2]（2015）在《基于FPGA的少模光纤通信系统频域均衡器的研究与实现》一文中研究指出随着对单模光纤各个自由度复用技术的深入研究,单模光纤信道容量高速增长,然而由于非线性香农极限的限制,单模光纤信道容量提升即将达到瓶颈。少模光纤模式复用技术是突破信道容量极限,实现更高速率光通信传输的有效手段之一。少模光纤模式复用技术的提出,对传统的信道均衡器和均衡算法提出了新的要求。模式复用系统均衡器从传统的单模式输入输出结构,逐渐转变为多输入输出形式。目前已有不少用于模式复用系统的均衡算法,但这些算法基本停留在理论仿真阶段,缺乏应用上的实践检验。本文对少模光纤模式复用系统进行了详细研究,通过传输耦合矩阵建立了模式复用系统模型,进行了双模光纤传输系统的仿真实验。研究了自适应均衡算法,对模式复用系统的时域均衡算法和频域均衡算法进行了计算复杂度分析,证明了远距离传输系统中频域均衡算法的优越性。将频域LMS算法扩展到MIMO结构的均衡系统中,实现了用于少模光纤模式复用系统的频域LMS均衡算法。针对固定步长LMS算法的固有缺陷,对目前已有的几种变步长方法进行了分析比较,提出适用于少模光纤模式复用系统的变步长函数。采用提出的基于变步长频域LMS算法的多输入多输出均衡器对2×2模分复用系统解复用。利用频域LMS自适应算法修正均衡器权系数,并通过变步长函数调整步长因子,从而兼顾算法收敛速度和收敛性能。在112 Gbit/s的1000km少模光纤高速通信仿真系统中,保证相同收敛速度情况下,提高信号Q2因子3.7dB。研究结果表明,该算法能够实现模分复用系统的信号解复用,达到快速收敛、低稳态失调的目的。在Altera公司的Stratix IV器件上进行了256阶频域LMS均衡器的硬件实现,通过Verilog代码,编写了各个模块。整个系统在Modelsim和Matlab上通过联合仿真,验证了设计系统的正确性。并在250MHz的时钟频率下,在开发板上进行了板级验证,系统运行结果与Modelsim仿真结果一致,说明该方法在电路设计中切实可行,具有实际应用价值。(本文来源于《天津大学》期刊2015-12-01）
魏润润[3]（2015）在《少模光纤通信系统的非线性及其抑制》一文中研究指出在现有通信流量不断加大,光纤传输容量需求越来越大的发展背景下,为了解决单模光纤即将达到容量极限的问题,人们提出了少模光纤的模式复用技术。但少模光纤模式的复杂性也引起了更小的非线性容限,因此在新一代长途少模光纤的传输系统中,非线性效应也将成为限制信息容量的最终因素,研究少模光纤中的非线性抑制方法是刻不容缓的。本文系统地讨论了少模光纤中的自相位调制和交叉相位调制等非线性现象,重点对目前国内外少模光纤非线性研究热点“模间四波混频”进行了研究。分别从理论和数值模拟两个方面研究了少模光纤中模间四波混频对目前先进调制方式光信号的影响和模间四波混频的抑制方法。首先,从光纤非线性原理出发研究,分别探讨了少模光纤中存在两个,叁个或四个空间模式时的模间四波混频机理,总结出一个支持光纤多种模式扩展的模间四波混频非线性研究模型。其次,在此基础上,分别导出了存在两个,叁个,四个空间模式时的少模非线性薛定谔方程,得出了少模光纤中形成模间四波混频的模式和波长位置的各种组合以及它们的相位匹配条件。然后,通过数值模拟,分析了波长,模式配置,差模群时延,色度色散和随机模式耦合对模间四波混频效率的影响。最后,根据理论分析和数值模拟结果,提出了一种针对少模光纤传输系统非线性的抑制方法并进行了数值模拟。结果表明,该抑制方法在目前常用的QPSK调制方式下将少模传输系统的模间四波混频抑制了20dB,而在16QAM调制方式下则抑制模间四波混频6d B,效果明显。该抑制方法中的波长配置等参数是根据商用通信参数设定的,对今后光网络建设由一定的参考意义。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2015-03-03）
李方健[4]（2014）在《自适应调制的正交频分复用多模光纤通信系统性能分析》一文中研究指出本文探讨了正交频分复用多模光纤通信系统性能实现原理,同时分析了自适应调制的正交频分复用多模光纤通信系统算法,研究了自适应比特分配,同时分析自适应调节对正交频分复用多模光纤通信系统的影响,以期为自适应调制的正交频分复用多模光纤通信系统性能研究提供一些参考。(本文来源于《电子技术与软件工程》期刊2014年24期）
赵宇璐[5]（2014）在《少模光纤通信频域均衡中的大尺度FFT设计》一文中研究指出随着对光纤中各个自由度复用的深入研究,由于非线性效应的影响,提升单模光纤信道容量的研究已陷入瓶颈。采用少模光纤进行模分复用是高速光通信研究的新潮流,但多个模式信道的传输中,模式色散的存在对信道均衡提出了严格的要求,而模式群延时随着传输距离的增大导致对均衡器中大尺度FFT的电路资源利用率有较高的要求。FFT的设计也从传统的中小点数向大尺度发展,并且设计重点由传统的提升运算速度和精度转向对资源的优化利用。本文对DFT的原理以及减少运算量的二维FFT和基-r算法进行了详细研究。对比了基-2、基-4和基-22算法的基本原理和实现过程,并对几种不同基数算法的运算量和控制复杂性进行比较,选择将二维算法与基-22算法结合使用来实现16384点的快速傅里叶变换,同时,结合FFT的运算特点采用顺序结构与流水线结构相结合的电路结构在FPGA中设计了16384点的FFT处理器及其使用的短点数运算模块。根据FFT的数据运算特点设计了各级的蝶形模块和数据存储模块;优化复数乘法器结构,减少占用的逻辑资源;根据数据寻址特点,设计了RAM和ROM地址发生器;最后设计了状态发生器产生整个FFT运算器的各个控制信号。对设计的FFT处理器各模块进行了功能仿真,通过Modelsim和MATLAB的联合仿真,验证了处理器功能的正确性。在50MHz时钟下,在Altera开发板上对处理器进行了调试,系统正确性在板级得到验证,最后,对FFT处理器的性能进行分析,在资源使用上具有明显优势,满足少模光纤通信频域均衡系统的需求。(本文来源于《天津大学》期刊2014-12-01）
滕野[6]（2013）在《基于VCSEL短距离多模光纤通信的建模与仿真》一文中研究指出自高锟的《光频率介质纤维表面波导》获得2009年诺贝尔物理学奖,光纤通信技术在这个期间有了长足的进步与发展。各个国家的骨干网络也已经铺设完毕,相关的技术发展趋于成熟。相反,在接入网层面,技术起步较晚,还存在相当大的上升空间。而且接入网直接与用户侧相连,关系着日常生活的各个方面。如何提高“最后一公里,,信号的传输质量,成为了亟待解决的问题。本文建立了以VCSEL和多模光纤为核心器件的短距离传输的数值模型,具体展开内容如下：首先,借鉴了VCSEL的电路模型,基于速率方程组建立了VCSEL的数值模型,仿真验证了VCSEL最为重要的热力学特性。例如,输出功率滚降现象,阈值电流的变化,小信号调制响应的变化等。并且,在前面工作的基础之上,建立了多横模的VCSEL模型,这个过程中,对多横模的模式竞争现象进行了仿真。利用高斯光束理论模拟了多个模式在VCSEL出射端的衍射现象。其次,多模光纤作为短距离通信的首选媒介,它对于不同的激励条件会激发出不同模式。模型能够在指定任意偏移量时,自动计算出光纤中被激发出来的模式,及这些模式各自携带的能量,即模式功率分配(MPD)。在传输过程中,由于是短距离的场景,忽略了偏振模色散(PMD),损耗等因素,而主要考虑了影响光信号传输的模式色散,来模拟脉冲信号在传输过程中的展宽现象。最后,提出了关于参数提取的流程,优化了模型所需要的参数;关于特征方程的数值算法,模型能够应用模式理论,快速确定搜索区间。这对于整个系统的快速稳定运行,提供了有力帮助。总结起来,短距离光通信的数值模型为以后分析光信号的传输性能,提供了一个方便,精确的仿真工具。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2013-01-07）
张丽丽[7]（2012）在《自适应非饱和OFDM多模光纤通信技术研究》一文中研究指出目前大量智能化、融合性业务广泛应用，网络流量呈现爆炸式增长，带宽的需求量将超乎想象的巨大。而在高速率、高带宽的情形下，光纤通信的优势是有目共睹的。现在核心网基本上实现了光纤化，传输速度已经很快，因此，接入网就成为整个网络系统的‘瓶颈’。为了满足更高速率的带宽服务，光纤接入是大势所趋。在以接头多、节点多、弯路多为特点的短距离接入网中，多模光纤因为其众多优势成为倍受青睐的短距离接入网的传输媒质。研究表明，多模光纤高频部分的幅度响应相对平坦，是由一系列带通区域构成的频率选择性信道。正交频分复用（OFDM）技术能很好地利用这些高频带通区域实现大容量信息传输。但是多模光纤高频部分存在一些深度衰落点，OFDM技术能够解决选择性衰落问题却不能克服深度衰落点的影响。自适应调制技术被认为是解决深度衰落点的有效途径，但该方法调制格式复杂，硬件实现困难，另外，由于好的载波负荷增多性能有所下降，在一定程度上限制了多模光纤通信系统性能的改善。提出一个既能克服深度衰落点影响又能弥补自适应调制技术的不足的新技术是本论文的主要工作。为了证明多模光纤高频部分深度衰落点对系统性能的重要影响，本文首先仿真比较了不同多模光纤通信系统的性能，证明了克服深度衰落点的重要性。在深入研究自适应调制技术的基础上，提出一种基于多模光纤带宽‘非饱和’特性的自适应非饱和OFDM技术。推导了该技术的实现原理并通过MATLAB进行模拟验证，并将该技术应用于OFDM多模光纤系统中，结果表明：自适应非饱和OFDM技术能更好的改善系统性能，并且不需要复杂调制格式，实现简单。然后在Optisystem7.0软件中搭建了自适应非饱和OFDM多摸光纤系统，并测试了电域和光域上的频谱。本论文主要工作如下：首先，研究了多模光纤的频率响应特性，证明了多模光纤的高频部分的频率响应并不是随着频率增加而衰减，而是由一种近似瑞利分布的一些列带通区域组成，并且带有一些深度衰落点。通过对不同幅度响应的光纤比较，得到深度衰落点能严重影响系统性能的结论。其次,介绍了自适应调制技术及其克服深度衰落点的原理，通过仿真观察该技术存在的不足；提出自适应非饱和OFDM技术并且推导了自适应非饱和OFDM技术的实现原理；通过仿真验证了自适应非饱和OFDM技术的实现方法和实现过程：通过增加IFFT变换点数来获取额外的子载波，让额外的子载波传输差子载波（增益小）上的信息。然后，比较相同光纤自适应调制技术和自适应非饱和技术的比特分配结果，并比较不同信噪比时等比特分配、自适应调制和自适应非饱和技术对系统性能的影响；结果显示：自适应非饱和技术既能更好的克服深度衰落点的影响，更大程度提高系统性能，又能克服自适应调制技术的调制格式复杂导致硬件要求高以及好的载波承担过多比特而性能下降的缺点。在信噪比大于30dB时自适应非饱和技术就能使误码率降低到10~(-9)以下。最后，在Optisystem7.0软件中搭建了自适应非饱和OFDM多模光纤系统，并对频谱进行测试，为物理实验系统的实现奠定了基础。对比了使用非饱和前后OFDM多模光纤通信系统的星座图，结果显示，使用非饱和技术后星座图明显收敛。(本文来源于《吉林大学》期刊2012-06-01）
吴超[8]（2012）在《MGDM多模光纤通信系统中基于ICA的视频信号分离技术研究》一文中研究指出随着国家大力推进叁网融合以及人们对数据量的需求越来越大，光纤入户已经开始大规模应用起来。而在短距离光纤通信网中，多模光纤具有安装方便、成本低廉等优点，如果可以扩展多模光纤的带宽，那么多模光纤将在短距离通信网中具有广阔的前景。此时，模式群分集复用（Mode Group DiversityMultiplexing，MGDM）技术应运而生，它通过利用多模光纤的众多模式，实现了多种业务在单根多模光纤中的同时传输，扩展了多模光纤的传输带宽，改进了多模光纤通信系统在短距离通信网中的传输性能。但是MGDM系统中的信道串扰影响了接收信号的准确性，限制了系统性能的提高。因此如何解决接收端信号的串扰问题，是MGDM系统的关键问题之一。本文在他人研究的基础上，采用独立分量分析（Independent ComponentAnalysis，ICA）的方法对系统接收到的视频图像信号进行分离，以证明MGDM系统在传输视频业务上的可行性。本文的重点内容是在一个2×2的MGDM系统中实现两路视频信号的传输，在接收端采用多种ICA算法对视频图像进行分离，并验证各种ICA算法的有效性。同时对模式选择性激发技术在多模光纤出射端的近场衍射图案（Near Field Pattern，NFP）进行了实验研究。论文具体工作内容如下：首先，介绍了MGDM相关技术及系统模型。对多模光纤中的各种复用技术进行了分类整理，并分别给出了简单说明。论述了MGDM技术的关键技术——模式选择性激发技术的主要原理，并分析了多模光纤中模式群的划分。建立了测试多模光纤出射端NFP的实验系统，分别观测了模式选择性激发的NFP和2×2的MGDM系统的NFP，得到了比较理想的结果，证明了MGDM系统可以实现多信道传输。其次，介绍了应用于MGDM系统的信号分离方法。对MGDM系统的信号分离方法进行了分类总结，给出了叁大类信号分离方法，并分别分析了每种方法的优缺点。详细介绍了盲信号处理中的典型方法——独立分量分析，包括它的基本原理，几种独立性判据和优化算法，以及一般处理过程。论述了ICA在图像处理中的应用，包括我们在本文中用到的视频图像信号的分离，并介绍了ICA中几种典型的算法。再次，对ICA在视频图像分离中的应用进行了理论仿真研究。对于将ICA应用于图像分离中的可行性，本文从ICA的约束条件出发，给出了相关证明。接着，采用已知矩阵混合两幅图像，然后采用不同的ICA算法进行分离。分别研究了灰度图像、彩色图像、自拍彩色图像叁种情况下的ICA分离结果，证实了ICA对图像分离的有效性。同时，对叁种ICA算法应用在图像分离中的效果进行了比较。最后，设计并实现了2×2的MGDM系统，进行了视频图像传输实验，并对接收到的视频信号采用不同的ICA算法进行信号分离研究。优化了MGDM系统中的复用和解复用模块，给出了复用器和解复用器的基本模型，并实际应用于我们设计的MGDM系统中。采用两路不同的视频图像进行了信号传输实验，证明了系统的有效性。对接收到的实际信号分别采用不同的ICA算法进行信号分离研究，得到了EGLD算法对实际视频图像信号的分离效果最好的结论。为了更加明确地描述每种算法对视频图像信号的分离程度，本文提出了像素均值这个概念，并应用到了对每种算法效果的评价中。本文在前人的基础上实现了视频图像信号在MGDM系统中的传输以及利用ICA方法实现信号分离，证明了MGDM系统进行多业务传输的可行性。该结果不仅证明了ICA应用于MGDM系统信号分离的有效性，更对MGDM系统的商用化进程具有重要意义。(本文来源于《吉林大学》期刊2012-05-01）
吴超,石健,胡贵军[9]（2011）在《模拟视频信号在MGDM多模光纤通信系统中的传输》一文中研究指出本文主要介绍MGDM系统的传输原理以及在实验室条件下成功实现两路视频信号在2×2的MGDM系统中的同时传输,并得到了比较理想的传输效果,如下图所示。模式群分集复用(MGDM,mode group diversity multiplexing)是一种利用多模光纤的众多模式来提高其传输能力的有效技术。该技术是光MIMO(multipie-input multiple-output)技术的一种,其核心思想是在发送端选择激发多模光纤的多个不同模式群,每个模式群分别作为信息的传输信道,从而在单根多模光纤中建立起多个并行信道,同时传输多种不同业务,实现高速大容量信息在多模光纤中的有效传输。在2×2的MGDM系统中,主要是激发在纤芯处传输的低阶模式群和在纤芯周围成环状区域传输的高阶模式群,这两个模式群并行传输,形成2×2的多模光纤通信系统。实验中两路视频信号为由CCD摄像头直接拍摄生成的模拟视频信号源,经光电调制器调制后经过一段单模光纤分别以不同的偏芯位置(纤芯处为偏芯0μm)入射到多模光纤的端面,实现模式群复用;接收端采用选择性空间探测技术,分别在多模光纤的不同偏芯位置进行探测接收,完成模式群的解复用。由于模式群之间的耦合,接收到的两路视频信号存在一定串扰,但整体传输效果是可以接受的,表明MGDM系统同时传输多路视频信息是可行的。(本文来源于《全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集》期刊2011-06-26）
张丽丽,商利宏,吴超,胡贵军[10]（2011）在《新OFDM多模光纤通信系统自适应比特分配算法》一文中研究指出合适的自适应比特分配算法是自适应调制技术能否实现的关键。现有的自适应比特分配算法都是在固定带宽上进行比特分配,然而多模光纤(MMF)具有丰富的带宽资源,MMF高频区域是由一系列带通区域构成的,是一个近似无限带宽的信道,随着频率的增加MMF频率响应依然稳定在固定的范围,并不衰减,即多模光纤的带宽是非饱和的,这样在分配比特时就不必局限在固定带宽内。因此,如何利用该特点,研究适合MMF信道的新算法是一项很有意义的工作。针对这一特点本文提出了一种基于"带宽非饱和技术"的自适应比特分配算法,该算法充分利用了多模光纤高频带通区域频率资源近似无限这一优势,仅采用两种调制格式就能完成比特分配,简单实用。本文也将该算法与贪婪分配算法进行对比,贪婪分配算法是在固定带宽的情况下完成的,为了逼近目标比特数,将差子载波所分配的比特转移给好的子载波,以此保证最小的误码率,但实际上,信道增益大处能负担的比特数是有限的,当目标比特数较大时,个别原本信道增益较大的载波为了逼近极限比特数承担了过多转移过来的新比特因此误码率会很大,如图1所示个别载波的误码率接近10~(-2)。而新的比特分配算法,是在新的频段的信道中选择那些信道增益较好处作为要使用的载波来分配比特,也就是说将信道性能较差处的负担转移到更广阔的频率资源处。图2中各信道的平均误码率比米用贪婪分配算法时降低了大概两个数量级,结果表明,新算法易于实现,有效降低了各载波处的误码率。(本文来源于《全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集》期刊2011-06-26）
多模光纤通信论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着对单模光纤各个自由度复用技术的深入研究,单模光纤信道容量高速增长,然而由于非线性香农极限的限制,单模光纤信道容量提升即将达到瓶颈。少模光纤模式复用技术是突破信道容量极限,实现更高速率光通信传输的有效手段之一。少模光纤模式复用技术的提出,对传统的信道均衡器和均衡算法提出了新的要求。模式复用系统均衡器从传统的单模式输入输出结构,逐渐转变为多输入输出形式。目前已有不少用于模式复用系统的均衡算法,但这些算法基本停留在理论仿真阶段,缺乏应用上的实践检验。本文对少模光纤模式复用系统进行了详细研究,通过传输耦合矩阵建立了模式复用系统模型,进行了双模光纤传输系统的仿真实验。研究了自适应均衡算法,对模式复用系统的时域均衡算法和频域均衡算法进行了计算复杂度分析,证明了远距离传输系统中频域均衡算法的优越性。将频域LMS算法扩展到MIMO结构的均衡系统中,实现了用于少模光纤模式复用系统的频域LMS均衡算法。针对固定步长LMS算法的固有缺陷,对目前已有的几种变步长方法进行了分析比较,提出适用于少模光纤模式复用系统的变步长函数。采用提出的基于变步长频域LMS算法的多输入多输出均衡器对2×2模分复用系统解复用。利用频域LMS自适应算法修正均衡器权系数,并通过变步长函数调整步长因子,从而兼顾算法收敛速度和收敛性能。在112 Gbit/s的1000km少模光纤高速通信仿真系统中,保证相同收敛速度情况下,提高信号Q2因子3.7dB。研究结果表明,该算法能够实现模分复用系统的信号解复用,达到快速收敛、低稳态失调的目的。在Altera公司的Stratix IV器件上进行了256阶频域LMS均衡器的硬件实现,通过Verilog代码,编写了各个模块。整个系统在Modelsim和Matlab上通过联合仿真,验证了设计系统的正确性。并在250MHz的时钟频率下,在开发板上进行了板级验证,系统运行结果与Modelsim仿真结果一致,说明该方法在电路设计中切实可行,具有实际应用价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
多模光纤通信论文参考文献
[1].黄战华,赵宇璐,李桂芳,王云立.少模光纤通信频域均衡中的大点数FFT设计[J].激光技术.2016
[2].王云立.基于FPGA的少模光纤通信系统频域均衡器的研究与实现[D].天津大学.2015
[3].魏润润.少模光纤通信系统的非线性及其抑制[D].南京邮电大学.2015
[4].李方健.自适应调制的正交频分复用多模光纤通信系统性能分析[J].电子技术与软件工程.2014
[5].赵宇璐.少模光纤通信频域均衡中的大尺度FFT设计[D].天津大学.2014
[6].滕野.基于VCSEL短距离多模光纤通信的建模与仿真[D].北京邮电大学.2013
[7].张丽丽.自适应非饱和OFDM多模光纤通信技术研究[D].吉林大学.2012
[8].吴超.MGDM多模光纤通信系统中基于ICA的视频信号分离技术研究[D].吉林大学.2012
[9].吴超,石健,胡贵军.模拟视频信号在MGDM多模光纤通信系统中的传输[C].全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集.2011
[10].张丽丽,商利宏,吴超,胡贵军.新OFDM多模光纤通信系统自适应比特分配算法[C].全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集.2011