基于FPGA的实时光OFDM发射机的研究  

The study of real-time optical OFDM transmitter based on FPGA

作　　者：陈明[1] 肖江南[1] 陈林[1] 曹子峥[1] 陈杰[1] 吴限 严光文 

机构地区：[1]湖南大学信息科学与工程学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室,湖南长沙410082 [2]北京握奇数据系统有限公司,北京100102

出　　处：《光电子．激光》2013年第1期63-68,共6页Journal of Optoelectronics·Laser

基　　金：国家自然科学基金(60977049);国家高科技研究发展计划"863"计划(2011AA010203);湖南省自然科学基金(12JJ3070)资助项目

摘　　要：基于Xilinx现场可编程门阵列(FPGA)实时产生正交频分复用(OFDM)信号,其中包括伪随机二进制序列发生器(PRBS)实现、完全并行运算反傅里叶变换(IFFT)技术的应用以及数模转换(DAC)接口电路的设计等,OFDM电信号解调后的星座图具有较好的收敛性,相应的误差矢量幅度(EVM)为4.42%。当发射机与接收端存在采样频率偏差时,各子载数据产生不同的相位旋转,系统误比特率(BER)显著升高,采样频率同步后系统性能得到明显改善。通过搭建强度调制直接检测光OFDM(O-OFDM)实验系统,传输200km标准单模光纤(SSMF)后,在接收端对O-OFDM信号进行了离线处理,与背靠背(BTB)传输相比,光功率代价小于0.6dB,实验结果表明,所设计的O-OFDM发射机具有较好的性能。The real-time orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） signal is generated based on Xilinx field programmable gate array （FPGA）,which includes pseudo-random binary sequence （PRBS） generator,inverse fast Fourier transform （IFFT） with completely parallel computing technology, and the design of digital-to-analog conversion （DAC） interface circuit. The constellation of demodulated OFDM signal has a good convergence, and the corresponding error vector magnitude （EVM） is 4.42 %. Bit error rate is significantly increased due to the different rotation phases for sub-carriers, when the sampling frequency offset exists between transmitter and receiver, and we get improved system performance after sampling frequency synchronization. The direct-detection optical OFDM experimental system is established, and then the off-line digital signal processing after 200 km standard single mode fiber transmission is taken. An optical power penalty of less than 0.6 dB is shown, compared with back-to-back （BTB） operation. The experimental results show that the designed real-time optical OFDM transmitter has good performance.

关 键 词：光正交频分复用(O-OFDM) 现场可编程门阵列(FPGA) 数模转换(DAC) 快速傅里叶变换(FFT) 采样频率同步 

分 类 号：TN929.11[电子电信—通信与信息系统]