隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G等新興技術(shù)的發(fā)展,高清視頻、智慧城市、自動駕駛、沉浸式拓展現(xiàn)實等新型業(yè)務(wù)也即將迎來大規(guī)模的推廣和使用。未來海量數(shù)據(jù)的傳輸及設(shè)備的接入,都對未來通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬、速率、覆蓋以及安全性與穩(wěn)定性提出了更高要求。為了滿足時代發(fā)展的要求,建立高速、智能、靈活的通信系統(tǒng)顯得尤為重要。光載無線(ROF,Radio Over Fiber)通信系統(tǒng)既擁有光纖通信系統(tǒng)的帶寬寬、損耗低、安全性好的特點,又擁有無線通信系統(tǒng)的靈活接入的特點,適合未來網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的應(yīng)用與普及。但是,ROF系統(tǒng)中信號在遠距離傳輸過程中由于受到信道噪聲、光纖色散、非線性效應(yīng)等影響,會造成接收信號的失真或畸變。同時,為了滿足用戶的服務(wù)請求,ROF系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸需要從中心局經(jīng)過光纖鏈路到達基站后再到達用戶終端,但海量的用戶請求與設(shè)備連接必然給光纖鏈路帶來巨大的壓力。因此,提高ROF系統(tǒng)的可靠性和靈活性的研究具有重要意義。針對提高該系統(tǒng)的可靠性與靈活性問題,本論文主要圍繞ROF系統(tǒng)中的信道編碼技術(shù)和負載資源分配方案兩個方面進行展開研究。提出使用級聯(lián)渦輪空時編碼(Turbo-STBC)來改善多天線廣義頻分復(fù)用光載無線(GFDM-ROF)系統(tǒng)性能;提出使用自適應(yīng)的Turbo-STBC編碼技術(shù)以快速緩解系統(tǒng)的負載壓力;提出中心壓力邊緣化的結(jié)構(gòu)來解決ROF系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)擁塞并解決其負載資源分配問題,增強系統(tǒng)的靈活性。論文的主要研究工作如下:(1)基于GFDM-ROF系統(tǒng)的級聯(lián)Turbo-STBC編碼研究論文在對ROF系統(tǒng)、光纖通信關(guān)鍵技術(shù)和廣義頻分復(fù)用(GFDM,Generalized Frequency Division Multiplexing)調(diào)制進行理論研究的基礎(chǔ)上,提出基于GFDM-ROF系統(tǒng)的多天線技術(shù)和級聯(lián)Turbo-STBC信道編碼方案以降低系統(tǒng)的誤碼率。仿真結(jié)果表明,當(dāng)發(fā)送天線為兩根和接收天線為四根時,使用多天線技術(shù)的GFDM-ROF系統(tǒng)的誤碼率可以在信噪比為10dB時小于10-6;使用級聯(lián)Turbo-STBC編碼的GFDM-ROF系統(tǒng)可以在相同天線條件下獲得更高的增益,信噪比為5dB時誤碼率可小于10-6。(2)基于GFDM-ROF系統(tǒng)的自適應(yīng)信道編碼方案研究提出了基于GFDM-ROF系統(tǒng)的自適應(yīng)Turbo-STBC編碼方案,解決了固定編碼導(dǎo)致在降低系統(tǒng)誤碼率有限的情況下卻增加極高的算法復(fù)雜度的問題。該方案在系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端添加成對可供選擇的編解碼器,當(dāng)需要快速傳輸時,系統(tǒng)選擇傳輸速率快但誤碼性能適中的編解碼器;當(dāng)允許編解碼復(fù)雜度較高可以去追求更低的誤碼率時,系統(tǒng)選擇改善誤碼性能更好的編解碼器。仿真結(jié)果表明:自適應(yīng)編碼可以獲得較好的誤碼性能,并且在降低系統(tǒng)負載能力上明顯優(yōu)于組成其的最優(yōu)固定編碼方案。(3)基于ROF系統(tǒng)的中心壓力邊緣化結(jié)構(gòu)與負載資源分配方案研究論文在對ROF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負載資源分配算法進行理論研究的基礎(chǔ)上,提出了中心壓力邊緣化的結(jié)構(gòu),解決了ROF系統(tǒng)中由于大量用戶請求而造成的光網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題。提出負載資源分配算法來得到服務(wù)分配和用戶負載分配方案。仿真研究了邊緣局的存儲能力、服務(wù)的數(shù)量和邊緣局數(shù)量對該方案性能的影響。結(jié)果表明,存儲比例U不大于1/2時,系統(tǒng)可以獲得更具性價比的性能提升。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.11
【部分圖文】：

滿足用戶日益增長的大量高速的網(wǎng)絡(luò)需求，為未來的通信和網(wǎng)絡(luò)升級保駕護航［３５］。光??載無線通信系統(tǒng)通常由中心局（ＣＯ，?Ｃｅｎｔｒａｌ?Ｏｆｆｉｃｅ）、光纖鏈路（Ｏｐｔｉｃ?Ｌｉｎｋ）、基站（ＢＳ，??Ｂａｓｅ?Ｓｔａｔｉｏｎ）和用戶終端（Ｕｓｅｒ?Ｓｔａｔｉｏｎ）四部分組成，ＲＯＦ系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。??Ｉ?麵?［?Ｉ?＇??１?中心局?丨?Ｉ?遠端基站?ｉ丨?用戶終端?；??！?????！光纖?｜???丫丨丨１?丫?Ｉ??｜基１射?光調(diào)制?一ｊ—￣?｜一?光解調(diào)一射頻接口?一?ｊ?ｊ?Ｉ?￣—終端Ｉ??Ｉ??？?１?Ｉ??１???■＇?Ｖ?＾?１?１??圖２－１?ＲＯＦ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??對于一個全雙工通信的ＲＯＦ系統(tǒng)，在下行鏈路中，數(shù)據(jù)要在中心局完成基帶調(diào)??制、射頻調(diào)制、光載射頻信號產(chǎn)生等一系列復(fù)雜的過程，然后信號通過光纖鏈路到達??基站，在基站中信號進行光電轉(zhuǎn)換、信號放大等過程后通過天線發(fā)送給用戶終端。其??上行鏈路的通信過程與該過程互逆相反。ＲＯＦ系統(tǒng)將基站部分簡化，而增加中心局的??成本和設(shè)備復(fù)雜度，更有利于降低接入網(wǎng)的組網(wǎng)成本，提高了資源共享和分配的靈活??性，同時也大大降低系統(tǒng)維護的成本與難度。??２．１．２?ＲＯＦ系統(tǒng)的特點??ＲＯＦ系統(tǒng)融合了光纖通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)，既具有光纖通信帶寬大、損耗低??的優(yōu)點

?主要介紹一種應(yīng)用最廣泛的外部調(diào)制器一銀酸鋰馬赫曾德爾調(diào)制器ＬＮ－ＭＺＭ，其結(jié)??構(gòu)如圖２－３所示。ＭＺＭ調(diào)制器擁有上下兩臂，可以通過調(diào)節(jié)上下兩臂的偏置電壓和??射頻信號相位差的方式使其產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)的光信號，如雙邊帶（ＤＳＢ，?Ｄｏｕｂｌｅ?Ｓｉｄｅ??Ｂａｎｄ）調(diào)制、單邊帶（ＳＳＢ，Ｓｉｎｇｌｅ?Ｓｉｄｅ?Ｂａｎｄ）調(diào)制、光載波抑制（ＯＣＳ，Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｃａｒｒｉｅｒ??Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）調(diào)制，三種調(diào)制方式原理相同。??ｖ２??Ｉ?Ｉ???ｒ???Ｉｎｐｕｔ?—１?Ｏｕｔｐｕｔ??ＧＮＤ?／??丫分支＼?！?１?丨分支??ｌ?ｉ??Ｖ，??圖２－３?馬赫曾德爾調(diào)制器結(jié)構(gòu)圖??馬赫曾德爾調(diào)制器基于ＭＺ干涉結(jié)構(gòu)，如圖２－３所示，輸入信號在輸入端被分為??上下兩路，分別在上下兩臂中傳輸；在輸出端，經(jīng)過上下兩臂的兩路信號被合并成一??路進行輸出。調(diào)制器的兩臂可以看成兩個并行的相位調(diào)制器，可以讓光功率的相位變??化隨著兩臂的相位變化而變化。若馬赫曾德爾調(diào)制器的Ｙ型分支具有理想的３必特??性

?臂加射頻本振信號，但相位差為７Ｔ，直流偏置電壓為仏。??三種調(diào)制方式的光譜圖如圖２－５所示。ＤＳＢ調(diào)制方式下，高階邊帶幅度較低，其??能量主要集中在光載波（峰值頻率為１９３．１?７７／ｚ）、正一階邊帶（峰值頻率為１９３．２?７７／ｚ）??和負一階邊帶（峰值頻率為１９３．０?７７＾）三個部分。其中，在光載波處有最大的峰值??功率，正負一階邊帶與其峰值距離均為１００?ＧＷｚ。ＳＳＢ調(diào)制方式下，高階邊帶和負一??階邊帶被抑制，能量主要集中在正一階邊帶（峰值頻率為１９３．２?７７＾）和光載波（峰??值頻率為１９３．１?７７＾），峰值頻率間隔為１００?ＧＨｚ。ＯＣＳ調(diào)制方式下，高階邊帶和光??載波被抑制，能量主要集中在正一階邊帶（峰值頻率為１９３．２?７７／ｚ）和負一階邊帶（峰??值頻率為１９３．０?７７／ｚ），兩邊帶的峰值頻率間隔為２００?ＧＨｚ。??？?ａ）：?（ｂ｜，?（〇??謹??１３２ＳＴ?１？３Ｔ?１９３．１?Ｔ?１９３＾７?１Ｓ３ｔ?？Ｓ３；１?Ｔ?ｔ９３２Ｔ?１Ｓ３?３?１?您Ｓ？＇?１９３?Ｔ?１?筘．１?Ｔ?了?ｔＳ（Ｓ；３Ｔ??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（Ｈ２）?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＩＩｚ）?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（Ｈｚ）??圖２－５調(diào)制信號的光譜圖（ａ）雙邊帶、（ｂ）單邊帶（ｃ）光載波抑制??光載射頻信號通過光纖傳輸?shù)竭_基站后
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本文編號：2839973