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【作 者】
杨磊
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【学位年度】2016
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【学位授予单位】东北大学
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【导师姓名】黄力群
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【 关键词 】光纤通信滤波器组多载波超混沌多参数分数阶傅里叶变换
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【摘 要】
近年来，滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier, FBMC)技术在无线通信领域被积极研究。利用优化设计的原型滤波器和偏移正交幅度调制(Offset Quadrature Amplitude Modulation, OQAM)，FBMC系统不需要循环前缀也能有效对抗色散和频偏，可以进一步提高频谱利用率。然而FBMC在光纤通信领域的研究刚刚起步，随着光网络中带宽需求不断增长，挖掘FBMC在光纤通信系统中的应用潜力具有重要的现实意义。本文将FBMC应用于光纤通信系统，并从峰...
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近年来，滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier, FBMC)技术在无线通信领域被积极研究。利用优化设计的原型滤波器和偏移正交幅度调制(Offset Quadrature Amplitude Modulation, OQAM)，FBMC系统不需要循环前缀也能有效对抗色散和频偏，可以进一步提高频谱利用率。然而FBMC在光纤通信领域的研究刚刚起步，随着光网络中带宽需求不断增长，挖掘FBMC在光纤通信系统中的应用潜力具有重要的现实意义。本文将FBMC应用于光纤通信系统，并从峰均比和安全性两个方面对系统性能进行了优化。本文的主要工作和创新点有： (1) 针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系统需要循环前缀、带外干扰大的不足，提出将FBMC应用于直接检测光(Direct Detection Optical, DDO)通信系统，运用OptiSystem和Matlab仿真搭建了该系统。在研究了基于两种不同设计思路的导频结构基础上，指出在DDO-FBMC系统中利用这些导频进行信道估计时需要乘以小数因子以控制导频功率，并给出仿真中使用的四种导频。通过与DDO-OFDM系统信号的频谱图对比，表明该系统的带外辐射小。另外，分别仿真分析了系统在不同调制阶数、不同原型滤波器以及不同导频结构下的性能，为系统的实际应用提供了参考。 (2) 针对DDO-FBMC系统峰均比高、符号间存在重叠，因而传统OFDM系统中的峰均比抑制技术不再适用的问题，给出一种基于SLM的替代信号(Alternative Signal, AS)峰均比抑制算法在该系统中的适用性分析，并改进了AS-S(Sequential AS)算法的目标函数。仿真比较了AS-I(Independent AS)、AS-J(Joint AS)、AS-S三种不同峰均比抑制方案的性能以及影响峰均比抑制效果的各种因素。仿真结果表明，采用AS-S算法后，系统信号的峰值得到明显抑制，且误码率性能得到提升。 (3) 为了增强DDO-FBMC系统的物理层安全，结合超混沌技术和多参数分数阶傅里叶变换(Multiparameter Fractional Fourier Transform, MPFRFT)技术，提出一种四级加密方案，包括两级子载波掩膜、一级分组MPFRFT、一级AS-S算法。新型四维四翼超混沌系统产生的超混沌序列作为控制各级加密的密钥，配合多参数分数阶傅里叶变换的多参数特性和参数敏感性，系统具备了高度的初值敏感性和庞大的密钥空间。仿真结果表明，该方案极大地增强了DDO-FBMC系统的安全性。
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【文献类型】
学位论文
- 【 JCR分区 】
医学:Q4
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