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无载波幅度相位调制无线光通信系统研究

柯熙政,  李梦帆

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柯熙政, 李梦帆. 无载波幅度相位调制无线光通信系统研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1222004-1222004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1222004
引用本文: 柯熙政, 李梦帆. 无载波幅度相位调制无线光通信系统研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1222004-1222004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1222004
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Ke Xizheng, Li Mengfan. Research on the carrierless amplitude and phase modulation wireless optical communication system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12): 1222004-1222004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1222004
Citation: Ke Xizheng, Li Mengfan. Research on the carrierless amplitude and phase modulation wireless optical communication system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(12): 1222004-1222004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1222004
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无载波幅度相位调制无线光通信系统研究

doi: 10.3788/IRLA201746.1222004
  • 1.

    西安理工大学 自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048

基金项目: 

国家自然科学基金（61377080，60977054）;陕西省重点产业创新链（2017ZDCXL-GY-06-01）

详细信息
    作者简介:

    柯熙政(1962-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事无线激光通信方面的研究。Email:xzke@263.net

  • 中图分类号: TN929.12

Research on the carrierless amplitude and phase modulation wireless optical communication system

  • 1.

    College of Automation and Information Engineering,Xi'an University of Technology,Xi'an 710048,China

  • 摘要: 无载波幅度相位（Carrierless Amplitude and Phase，CAP）调制是一种数字化方式的正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）。由于CAP调制具有频谱利用率高、成本低、复杂度小等优点，所以逐渐成为实现短距离高速光通信系统的一种备选方案。首先通过比较CAP调制和QAM的功率谱分析了这两种调制方式的特性，然后在大气信道仿真模型（Gamma-Gamma光强起伏分布模型）条件下，基于Matlab仿真分析了滤波器滚降系数，滤波器长度和采样时钟偏移对CAP调制无线光通信系统性能的影响并给出最优参数值。由仿真可知，采样时钟偏移会引起接收端信号的相位偏移，所以需要在接收端对相位畸变进行一定的补偿，文中也对后期所需的均衡算法进行了一些研究，希望能对以后CAP系统的设计有所帮助。最后对仿真结果进行了实验验证。
    Abstract: Carrierless amplitude and phase (CAP) modulation is a way of digital quadrature amplitude modulation (QAM). As the CAP modulation has the advantages of high spectrum efficiency, low cost, less complexity, etc, it gradually become an alternative option for the implementation of short distance high speed optical communication system. Firstly, the properties of these two kinds of modulation mode were analyzed by comparing the power spectrum of CAP modulation and QAM, then under the conditions of atmospheric channel simulation model(Gamma-Gamma distribution of light intensity fluctuation model), the influences of rolling pressure coefficient of filter, the length of filter and sampling clock precision on the performance of the CAP modulation wireless optical communication system were analyzed based on the Matlab simulation and the optimal parameter values were given. The simulation result shows that the sampling clock offset will cause the phase shift of the received signal, so it is needed to compensate the phase distortion in the receiving end. In addition, the research on the equalization algorithm needed by later was also carried out and it is hoped that it can provide some help for the design of CAP system in the future. Finally the simulation results had been verified by experiment.
  • [1] Zhong Kangping, Zhou Xian, Gui Gao, et al. Experimental study of PAM-4, CAP-16, and DMT for 100 Gb/s short reach optical transmission systems[J]. Opt Express, 2015, 23(2):227026.
    [2] Wang Zhixin, Tao Li, Huang Xingxing, et al. Application of advanced modulation formats in short-range optical communication systems[J]. Study on Optical Communication, 2014, 183(3):11-15. (in Chinese)王智鑫, 陶理, 黄星星, 等.用于短距离光通信系统中的先进调制格式研究[J]. 光通信研究, 2014, 183(3):11-15.
    [3] Wei J L, Geng L, Penty R V, et al. 100 Gigabit Ethernet transmission enabled by carrierless amplitude and phase modulation using QAM receivers[C]//Optical Fiber Conference(OFC), 2013, OW4A.5:1-3.
    [4] Burton R Saltzberg. Comparison of single-carrier and multitone digital modulation for ADSL applications[J]. IEEE Communications Magazine, 2002, 36(11):114-121.
    [5] Ingham J D, Penty R V, White I H. Carrierless amplitude and phase modulation for low-cost high spectral-efficiency optical data communication links[C]//Optical Fiber Conference(OFC), 2010, CThC5:1-3.
    [6] Ingham J D, Penty R V, White I H. 40 Gb/s carrierless amplitude and phase modulation for low-cost optical data communication links[C]//Optical Fiber Conference(OFC),2011, OThZ3:1-3.
    [7] Wei J L, Ingham J D, Cunningham D G, et al. Performance and power dissipation comparisons between 28 Gb/s NRZ, PAM, CAP and optical OFDM systems for datacommunication applications[J]. Journal of Lightwave Technology, 2012, 30(20):3273-3280.
    [8] Wei J L, Cunningham D G, Penty R V, et al. Study of 100 Gigabit ethernet using carrierless amplitude/phase modulation and optical OFDM[J]. Journal of Lightwave Technology,2013, 31(9):1367-1373.
    [9] Olmedo M I, Zuo Tianjian, Jensen B, et al. Towards 400 GBASE 4-lane solution using direct detection of multiCAP signal in 14 GHz bandwidth per lane[C]//Optical Fiber Conference(OFC), 2013, PDP5P.10:1-3.
    [10] Wei Jinlong, Cheng Qixiang, Cunningham D G, et al. 100 Gb/s hybrid multiband CAP/QAM signal transmission over a single wavelength[J]. Journal of Lightwave Technology, 2015, 35(2):415-423.
    [11] Ke Xizheng, Yin Zhiyun. Coding Theory of the Wireless Laser Communication System[M]. Beijing:Science Press, 2009:1-3. (in Chinese)柯熙政, 殷致云. 无线激光通信系统中的编码理论[M]. 北京:科学出版社, 2009:1-3.
    [12] Olmedo M I, Zuo Tianjian, Jensen J B, et al. Multiband carrierless amplitude phase modulation for high capacity optical datalinks[J]. Journal of Lightwave Technology, 2014, 32(4):798-804.
    [13] Chen Mu, Ke Xizheng. Effect of atmospheric turbulence on the performance of laser communication system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8):115-121. (in Chinese)陈牧,柯熙政. 大气湍流对激光通信系统性能的影响研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(8):115-121.
    [14] Zhang Jiaqi, Ge Ning. Joint CMA+DDLMS blind equalization algorithm[J]. Journal of Tsinghua University,2009, 49(10):1681-1684. (in Chinese)张家琦, 葛宁. 联合CMA+DDLMS盲均衡算法[J]. 清华大学学报, 2009, 49(10):1681-1684.
    [15] Tao Li, Wang Yiguang, Gao Yuliang, et al. 40 Gb/s CAP32 system with DD-LMS equalizer for short reach optical transmissions[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2013, 25(23):2346-2349.
  • [1] 杨祎, 樊礼榕, 王晓波, 贺锋涛, 段作梁, 闵展望.  高功率无线光通信波长转换系统性能研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(9): 20220814-1-20220814-10. doi: 10.3788/IRLA20220814
    [2] 杨祎, 刘妍, 王艺龙, 张建磊, 杨方明.  水下复合信道对GMSK无线光通信系统性能的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210622-1-20210622-11. doi: 10.3788/IRLA20210622
    [3] 文豪, 曹阳, 党宇超.  无线光通信下极化码DNN-NOMS译码方法研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210420-1-20210420-11. doi: 10.3788/IRLA20210420
    [4] 张峰, 梁渊博, 赵黎, 梁源.  基于非正交多址的室内可见光通信系统性能优化方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210101-1-20210101-7. doi: 10.3788/IRLA20210101
    [5] 贺锋涛, 李佳琪, 张建磊, 杨祎, 王清杰, 王妮.  海洋湍流下波长分集无线光通信系统性能分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210131-1-20210131-10. doi: 10.3788/IRLA20210131
    [6] 张雨凡, 徐敬.  海洋光学系统中的时空方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203003-0203003. doi: 10.3788/IRLA202049.0203003
    [7] 柯熙政, 解孟其, 石碧瑶.  无线光通信系统中64-QAM调制实验研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 68-73. doi: 10.3788/IRLA201847.S122003
    [8] 郭伟, 董丽虹, 王海斗, 马润波, 向明, 徐滨士.  喷涂层下基体中裂纹缺陷的超声红外识别方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 36-43. doi: 10.3788/IRLA201847.S104001
    [9] 朱龙洋, 郑宏军, 黎昕, 白成林, 胡卫生, 许恒迎, 刘山亮.  色散平坦光纤中的高速率PM-16QAM信号传输研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 922003-0922003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0922003
    [10] 柯熙政, 张棋雯.  FSO-WOFDM系统的实验研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1022003-1022003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1022003
    [11] 柯熙政, 张雅.  高斯阵列光束自耦合特性的实验研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 822003-0822003(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0822003
    [12] 王怡, 李源, 马晶, 谭立英.  自由空间光通信中相干圆偏振调制系统性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822004-0822004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0822004
    [13] 张鹏, 王天枢, 杨国伟, 贾青松, 马万卓, 张立中, 佟首峰, 姜会林.  全双工逆向调制回复空间光通信系统性能评价 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2506-2510.
    [14] 陈丹, 柯熙政, 乔薇.  基于子空间的无线光通信副载波盲均衡算法研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2528-2534.
    [15] 柯熙政, 雷思琛, 邵军虎, 陈强.  基于极化码的无线光通信副载波误码性能分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1849-1853.
    [16] 柯熙政, 谌娟, 陈丹.  无线光通信中的空时编码研究进展(四) . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2765-2771.
    [17] 柯熙政, 谌娟, 李征.  无线光通信中的空时编码研究进展(三) . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2496-2504.
    [18] 柯熙政, 袁蕾, 李芳.  无线光通信中的空时编码研究进展（二） . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2137-2145.
    [19] 柯熙政, 谌娟, 邓莉君.  无线光通信中的空时编码研究进展(一) . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1882-1889.
    [20] 朱子行, 赵尚弘, 幺周石, 谭庆贵, 李勇军, 董毅, 赵卫虎.  相位偏移和分束比对八倍频光毫米波产生及传输的影响分析 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2112-2118.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-10
  • 修回日期:  2017-05-20
  • 刊出日期:  2017-12-25

无载波幅度相位调制无线光通信系统研究

doi: 10.3788/IRLA201746.1222004
  • 1. 西安理工大学 自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048
    • 作者简介:

    柯熙政(1962-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事无线激光通信方面的研究。Email:xzke@263.net

  • 收稿日期: 2017-04-10
  • 修回日期: 2017-05-20
  • 刊出日期: 2017-12-25
基金项目:

国家自然科学基金（61377080，60977054）;陕西省重点产业创新链（2017ZDCXL-GY-06-01）

  • 中图分类号: TN929.12

摘要: 无载波幅度相位（Carrierless Amplitude and Phase，CAP）调制是一种数字化方式的正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）。由于CAP调制具有频谱利用率高、成本低、复杂度小等优点，所以逐渐成为实现短距离高速光通信系统的一种备选方案。首先通过比较CAP调制和QAM的功率谱分析了这两种调制方式的特性，然后在大气信道仿真模型（Gamma-Gamma光强起伏分布模型）条件下，基于Matlab仿真分析了滤波器滚降系数，滤波器长度和采样时钟偏移对CAP调制无线光通信系统性能的影响并给出最优参数值。由仿真可知，采样时钟偏移会引起接收端信号的相位偏移，所以需要在接收端对相位畸变进行一定的补偿，文中也对后期所需的均衡算法进行了一些研究，希望能对以后CAP系统的设计有所帮助。最后对仿真结果进行了实验验证。

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