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光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, O-OFDM)技术以其高频谱利用率、强抗干扰能力以及良好的抗色散特性等诸多优势受到了通信界的广泛关注与研究。基于直接检测的光OFDM(Direct-Detection Optical OFDM, DDO-OFDM)传输系统由于其结构简单，成本低廉等优点使其在光纤骨干网中得到大量推广与运用。本文主要针对DDO-OFDM系统在电信号处理和光纤传输过程中所受到的频率选择性衰减以及其他噪声干扰影响进行了深入研究，取得的主要研究成果如下：1、研究并提出了基于时频域联合的信道估计算法补偿信道失真的影响。导频符号一般对OFDM信号进行频域采样，通过导频插值获得的各子信道频率响应只能补偿频域信道失真的影响，却没有把时域信号相关性考虑进去。为了提高信道估计的准确度，本文提出利用时频域联合信道估计的方案补偿时频域信道失真的影响，通过仿真和实验验证了该方案的可行性。实验结果表明：6.18Gb/s的OFDM信号经过100km标准单模光纤传输后在误码率为10-3时使用联合信道估计的方案比使用传统的信道估计的方案系统的接收功率代价降低了0.8dB。2、研究并提出了分频四次方相位估计算法估计和补偿DDO-OFDM系统中由于频率选择性衰落所导致的不同频率子载波产生的不同程度相位失真影响。受光纤色度色散和数字信号处理过程中电子器件等影响，接收OFDM信号存在频率选择性衰落，且一般变现为高频衰减影响，进而导致不同频率子载波发生不同程度的相位偏转。为此，本文提出了使用分频四次方相位估计算法估计和补偿OFDM信号各个子载波频率符号的相位偏转。实验结果表明，通过使用分频四次方相位估计算法后，OFDM信号的高频、中频和低频信号的相位偏转基本得到纠正，且使用了分频率四次方相位估计算法后的4Gb/s的OFDM在经过100km标准单模光纤传输后在误码率为10-4时其接收灵敏度相对于无相位估计方案提高了差不多1.8dB左右。