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随着通信技术的不断演进和新业务井喷式的涌现,人们对通信网络的带宽和容量提出了越来越高的要求,光通信系统正朝着更高速率、更高传输容量与更长传输距离的方向发展。将正交频分复用(OFDM)技术引入到光纤通信系统中来,充分利用OFDM频谱率高、子载波灵活可调等优势,可以极大地提高光纤通信网的传输距离和传输容量,并且还增强了系统的抗色散性和抗非线性能力。本论文以OOFDM的产生与探测技术为研究对象,在研究了OFDM的基本原理和关键技术的基础上,深入地研究了多级调制OOFDM的产生与探测技术。提出了一种基于多级调制,并采用逐级偏振复用、多级副载波复用技术最终产生高速率的OOFDM信号的方法,并给出其探测方案。基于OptiSystem仿真软件搭建了相干探测OOFDM系统和基于多级调制的OOFDM系统仿真平台,仿真研究了系统性能和色散、子载波个数、调制阶数对系统性能的影响。(1)研究多级调制OOFDM信号的产生在研究光调制技术及OFDM信号产生技术基础上,提出了一种基于多级调制技术,并逐级采用偏振复用、多级副载波复用技术产生OOFDM信号的方案。(2)研究多级调制OOFDM信号的探测在分析光电探测理论及OFDM信号探测技术基础上,对多级调制OOFDM信号的探测方案进行研究。(3)仿真研究多级调制OOFDM系统基于多级调制OOFDM信号产生与探测方案,搭建多级调制OOFDM仿真系统,研究色散、子载波个数、调制阶数对该系统性能的影响。研究表明：色散值越大,星座图点越发散,但是采用均衡技术可以有效的矫正星座图的偏移现象。子载波数目越大,子载波之间的频率间隔就越小,极易引起子载波间的干扰；反之,子载波的数目较低,则会使得系统的吞吐量下降,降低频谱的利用率。调制阶数越低,频谱利用率就越低,但系统误码率较小；相反调制阶数越高,在提高了频谱利用率的同时,却增大了系统的误码率。因此,在OOFDM系统中,应该综合考虑各个因素的影响,选择出最佳的系统参数。(4)研究多级调制OOFDM系统中的信道估计方法深入研究信道估计理论,并采用ISFA方法对多级调制OOFDM系统进行信道估计,改善系统性能。