基于OFDM的RoF-PON系統(tǒng)性能優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-08 19:13
隨著通信領(lǐng)域的飛速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高,人們對(duì)數(shù)據(jù)流量的需求呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng)的趨勢(shì),大帶寬、高速率、低時(shí)延,接入方式靈活多樣等用戶需求使得傳統(tǒng)的接入網(wǎng)難以勝任這一艱巨的使命,因此研究下一代新型接入網(wǎng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。未來(lái)接入網(wǎng)的發(fā)展能夠同時(shí)為用戶提供可選擇式的有線/無(wú)線接入服務(wù),這一方式可以通過(guò)將無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)和光載無(wú)線通信(RoF)技術(shù)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn),為適應(yīng)遠(yuǎn)距離光纖通信的需要,正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)的引入能夠提高頻帶利用率并且有效抑制遠(yuǎn)距離光纖傳輸產(chǎn)生的色散效應(yīng)。本文的研究主要立足于對(duì)下一代新型接入網(wǎng)RoF-PON系統(tǒng)的構(gòu)建以及通過(guò)抑制OFDM較高的峰均功率比(PAPR)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)RoF-PON系統(tǒng)傳輸性能的優(yōu)化。本文首先研究了RoF技術(shù)中高頻毫米波生成技術(shù),選擇合適的生成高頻毫米波方案是RoF技術(shù)的關(guān)鍵。論文中分析了四種高頻毫米波生成技術(shù):直接強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)、光外差技術(shù)、光學(xué)倍頻技術(shù)以及外部調(diào)制技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)。選擇外調(diào)制技術(shù)作為系統(tǒng)中生成60GHz高頻毫米波的方案。之后仿真分析了外調(diào)制法生成的三種邊帶信號(hào):雙邊帶(DSB)、光載波抑制雙邊帶(OCS...
【文章來(lái)源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
RoF與PON融合的新型接入網(wǎng)
蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-7-2RoF-PON系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)2.1RoF技術(shù)2.1.1RoF技術(shù)基本原理RoF技術(shù)是應(yīng)大容量、高速率、低損耗等特點(diǎn)的新一代無(wú)線通信傳輸需要,產(chǎn)生的一種將無(wú)線通信與光纖通信相結(jié)合的新型通信技術(shù)[14]。RoF技術(shù)將光纖鏈路作為傳輸媒介,將微波信號(hào)或者高頻毫米波信號(hào)通過(guò)調(diào)制技術(shù)加載到光載波上,這樣光載波就“馱運(yùn)”著射頻信號(hào)經(jīng)光纖傳輸?shù)竭_(dá)接收端,最后通過(guò)一系列解調(diào)等過(guò)程恢復(fù)出原始射頻信號(hào),從而完成射頻信號(hào)的傳輸。如圖2.1所示為典型的RoF系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一個(gè)RoF系統(tǒng)由中心站(CS)、基站(BS)、連接CS和BS之間部分的光纖網(wǎng)絡(luò)以及用戶端四部分組成。圖2.1RoF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在RoF系統(tǒng)下行鏈路傳輸信號(hào)時(shí),射頻信號(hào)在中心站通過(guò)調(diào)制被加載到光載波上,從而完成電射頻信號(hào)向光傳輸信號(hào)的轉(zhuǎn)換,經(jīng)光纖鏈路光信號(hào)傳輸?shù)交,在基站中光信?hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器被轉(zhuǎn)換成原始射頻電信號(hào),通過(guò)基站天線等發(fā)送裝置射頻電信號(hào)經(jīng)無(wú)線傳輸?shù)礁鱾(gè)用戶端,從而完成下行信號(hào)傳輸過(guò)程。上行信號(hào)傳輸時(shí),整個(gè)過(guò)程與上述下行傳輸過(guò)程相反,基站天線接收機(jī)接收各個(gè)用戶發(fā)來(lái)的電信號(hào),將電信號(hào)經(jīng)電光變換轉(zhuǎn)換成光信號(hào)經(jīng)光纖鏈路傳輸?shù)竭_(dá)中心站接收端,在中心站完成對(duì)信號(hào)的解調(diào),從而完成整個(gè)系統(tǒng)上下行信號(hào)傳輸過(guò)程。RoF系統(tǒng)通常采用集中式組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),中心站處于核心地位,在中心站中主要完成較為復(fù)雜的射頻信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制、加密等一系列信號(hào)處理過(guò)程,許多昂貴復(fù)雜的設(shè)
譜利用率很高,通常使用OFDM-SSB調(diào)制信號(hào)的RoF系統(tǒng)能夠傳輸更遠(yuǎn)的距離并且具有更強(qiáng)的抑制色散能力[18]。除此之外,為了提高系統(tǒng)傳輸速率和增大傳輸容量,RoF技術(shù)應(yīng)用于WDM-PON系統(tǒng)中,通過(guò)一根光纖就能夠傳輸多路不同光載波承載的RoF信號(hào)[19]。2.1.2RoF系統(tǒng)毫米波生成方式在RoF系統(tǒng)中,選擇較為合適的低復(fù)雜度、低成本的方式生成高質(zhì)量的毫米波一直都是RoF技術(shù)中的研究熱點(diǎn)。通常高頻毫米波信號(hào)的生成方式主要有:光外差法、光學(xué)倍頻法、外部調(diào)制法以及直接強(qiáng)度調(diào)制方式。下面簡(jiǎn)單介紹這幾種常見(jiàn)的高頻毫米波生成方式。圖2.2直接強(qiáng)度調(diào)制如圖2.2所示為直接強(qiáng)度調(diào)制原理圖,直接強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、非常容易實(shí)現(xiàn),但是由于直接強(qiáng)度調(diào)制使用的激光器光源是發(fā)光二極管(LED)所以激光器調(diào)制帶寬受限,同時(shí)射頻信號(hào)直接強(qiáng)度調(diào)制激光器產(chǎn)生的光信號(hào)后生成的調(diào)制信號(hào)是雙邊帶信號(hào),雙邊帶信號(hào)抗干擾能力和色散能力差,頻帶利用率低,只適合于近距離傳輸,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光OFDM系統(tǒng)中一種聯(lián)合改進(jìn)的低復(fù)雜度PTS峰均比抑制技術(shù)[J]. 袁建國(guó),辛雪琪,趙鑫鑫,彭云,袁江,南蜀崇. 半導(dǎo)體光電. 2019(05)
[2]改進(jìn)的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)SLM峰均比抑制方法[J]. 趙瑤,王翀,楊宏,李國(guó)輝,張進(jìn)玉. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(04)
[3]O-OFDM系統(tǒng)中一種聯(lián)合改進(jìn)的低復(fù)雜度SLM峰均比抑制技術(shù)[J]. 袁建國(guó),申茜,邱飄玉,王永,吳英冬,郭喬. 半導(dǎo)體光電. 2017(02)
[4]光OFDM系統(tǒng)中基于PTS算法對(duì)峰均比抑制技術(shù)的分析[J]. 袁建國(guó),梁夢(mèng)琪,王競(jìng)鑫,王永. 半導(dǎo)體光電. 2016(03)
[5]基于ROF-PON的光無(wú)線接入系統(tǒng)研究[J]. 謝昌敏. 移動(dòng)通信. 2015(18)
[6]并行PM生成的12倍頻毫米波RoF系統(tǒng)研究[J]. 郭方偉,鄭振宇,陳春林. 光通信技術(shù). 2015(04)
[7]基于單邊帶調(diào)制的直接探測(cè)光OFDM-RoF系統(tǒng)研究[J]. 王照,馬健新,張瑞姣,李艷杰,張齊齊,張琦,劉人豪,余建國(guó). 光電子.激光. 2014(09)
[8]一種集成無(wú)線和有線信號(hào)的混合接入系統(tǒng)研究[J]. 張春蕾,閆彩化,陳海靈,趙春和. 光通信研究. 2012(05)
[9]采用OptiSystem的OFDM-ROF系統(tǒng)仿真[J]. 李濤,榮健,鐘曉春. 紅外與激光工程. 2011(06)
[10]Experiment on 60-GHz MMW transmission performance in an optical fiber and wireless system[J]. 唐琪,陳林,肖江南,曹子崢. Chinese Optics Letters. 2011(05)
博士論文
[1]基于PON與RoF融合的寬帶有線—無(wú)線選擇性接入關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張瑞姣.北京郵電大學(xué) 2017
碩士論文
[1]光OFDM系統(tǒng)峰均比抑制技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 彭妙.湖南師范大學(xué) 2018
[2]RoF系統(tǒng)中基于外部調(diào)制技術(shù)的光載毫米波的產(chǎn)生研究[D]. 李留.電子科技大學(xué) 2018
[3]基于WDM-PON的移動(dòng)前傳系統(tǒng)研究[D]. 趙凱.蘭州交通大學(xué) 2018
[4]基于相干檢測(cè)技術(shù)的RoF-WDM-PON系統(tǒng)研究[D]. 佟彤.北京交通大學(xué) 2017
[5]單波長(zhǎng)40Gb/s WDM-PON系統(tǒng)傳輸方案與無(wú)色ONU技術(shù)研究[D]. 張冰冰.北京郵電大學(xué) 2017
[6]用于WDM-PON中再調(diào)制的RSOA的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 楊可君.華中科技大學(xué) 2016
[7]OFDM-PON系統(tǒng)性能優(yōu)化研究[D]. 肖梟.蘭州交通大學(xué) 2016
[8]RoF-PON系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 薛旭偉.山東大學(xué) 2015
[9]基于ROF-PON融合的混合接入網(wǎng)若干技術(shù)研究[D]. 張俊杰.北京郵電大學(xué) 2015
[10]OFDM-ROF接入系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 康照遠(yuǎn).山東大學(xué) 2014
本文編號(hào):3071528
【文章來(lái)源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
RoF與PON融合的新型接入網(wǎng)
蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-7-2RoF-PON系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)2.1RoF技術(shù)2.1.1RoF技術(shù)基本原理RoF技術(shù)是應(yīng)大容量、高速率、低損耗等特點(diǎn)的新一代無(wú)線通信傳輸需要,產(chǎn)生的一種將無(wú)線通信與光纖通信相結(jié)合的新型通信技術(shù)[14]。RoF技術(shù)將光纖鏈路作為傳輸媒介,將微波信號(hào)或者高頻毫米波信號(hào)通過(guò)調(diào)制技術(shù)加載到光載波上,這樣光載波就“馱運(yùn)”著射頻信號(hào)經(jīng)光纖傳輸?shù)竭_(dá)接收端,最后通過(guò)一系列解調(diào)等過(guò)程恢復(fù)出原始射頻信號(hào),從而完成射頻信號(hào)的傳輸。如圖2.1所示為典型的RoF系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一個(gè)RoF系統(tǒng)由中心站(CS)、基站(BS)、連接CS和BS之間部分的光纖網(wǎng)絡(luò)以及用戶端四部分組成。圖2.1RoF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在RoF系統(tǒng)下行鏈路傳輸信號(hào)時(shí),射頻信號(hào)在中心站通過(guò)調(diào)制被加載到光載波上,從而完成電射頻信號(hào)向光傳輸信號(hào)的轉(zhuǎn)換,經(jīng)光纖鏈路光信號(hào)傳輸?shù)交,在基站中光信?hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器被轉(zhuǎn)換成原始射頻電信號(hào),通過(guò)基站天線等發(fā)送裝置射頻電信號(hào)經(jīng)無(wú)線傳輸?shù)礁鱾(gè)用戶端,從而完成下行信號(hào)傳輸過(guò)程。上行信號(hào)傳輸時(shí),整個(gè)過(guò)程與上述下行傳輸過(guò)程相反,基站天線接收機(jī)接收各個(gè)用戶發(fā)來(lái)的電信號(hào),將電信號(hào)經(jīng)電光變換轉(zhuǎn)換成光信號(hào)經(jīng)光纖鏈路傳輸?shù)竭_(dá)中心站接收端,在中心站完成對(duì)信號(hào)的解調(diào),從而完成整個(gè)系統(tǒng)上下行信號(hào)傳輸過(guò)程。RoF系統(tǒng)通常采用集中式組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),中心站處于核心地位,在中心站中主要完成較為復(fù)雜的射頻信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制、加密等一系列信號(hào)處理過(guò)程,許多昂貴復(fù)雜的設(shè)
譜利用率很高,通常使用OFDM-SSB調(diào)制信號(hào)的RoF系統(tǒng)能夠傳輸更遠(yuǎn)的距離并且具有更強(qiáng)的抑制色散能力[18]。除此之外,為了提高系統(tǒng)傳輸速率和增大傳輸容量,RoF技術(shù)應(yīng)用于WDM-PON系統(tǒng)中,通過(guò)一根光纖就能夠傳輸多路不同光載波承載的RoF信號(hào)[19]。2.1.2RoF系統(tǒng)毫米波生成方式在RoF系統(tǒng)中,選擇較為合適的低復(fù)雜度、低成本的方式生成高質(zhì)量的毫米波一直都是RoF技術(shù)中的研究熱點(diǎn)。通常高頻毫米波信號(hào)的生成方式主要有:光外差法、光學(xué)倍頻法、外部調(diào)制法以及直接強(qiáng)度調(diào)制方式。下面簡(jiǎn)單介紹這幾種常見(jiàn)的高頻毫米波生成方式。圖2.2直接強(qiáng)度調(diào)制如圖2.2所示為直接強(qiáng)度調(diào)制原理圖,直接強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、非常容易實(shí)現(xiàn),但是由于直接強(qiáng)度調(diào)制使用的激光器光源是發(fā)光二極管(LED)所以激光器調(diào)制帶寬受限,同時(shí)射頻信號(hào)直接強(qiáng)度調(diào)制激光器產(chǎn)生的光信號(hào)后生成的調(diào)制信號(hào)是雙邊帶信號(hào),雙邊帶信號(hào)抗干擾能力和色散能力差,頻帶利用率低,只適合于近距離傳輸,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光OFDM系統(tǒng)中一種聯(lián)合改進(jìn)的低復(fù)雜度PTS峰均比抑制技術(shù)[J]. 袁建國(guó),辛雪琪,趙鑫鑫,彭云,袁江,南蜀崇. 半導(dǎo)體光電. 2019(05)
[2]改進(jìn)的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)SLM峰均比抑制方法[J]. 趙瑤,王翀,楊宏,李國(guó)輝,張進(jìn)玉. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(04)
[3]O-OFDM系統(tǒng)中一種聯(lián)合改進(jìn)的低復(fù)雜度SLM峰均比抑制技術(shù)[J]. 袁建國(guó),申茜,邱飄玉,王永,吳英冬,郭喬. 半導(dǎo)體光電. 2017(02)
[4]光OFDM系統(tǒng)中基于PTS算法對(duì)峰均比抑制技術(shù)的分析[J]. 袁建國(guó),梁夢(mèng)琪,王競(jìng)鑫,王永. 半導(dǎo)體光電. 2016(03)
[5]基于ROF-PON的光無(wú)線接入系統(tǒng)研究[J]. 謝昌敏. 移動(dòng)通信. 2015(18)
[6]并行PM生成的12倍頻毫米波RoF系統(tǒng)研究[J]. 郭方偉,鄭振宇,陳春林. 光通信技術(shù). 2015(04)
[7]基于單邊帶調(diào)制的直接探測(cè)光OFDM-RoF系統(tǒng)研究[J]. 王照,馬健新,張瑞姣,李艷杰,張齊齊,張琦,劉人豪,余建國(guó). 光電子.激光. 2014(09)
[8]一種集成無(wú)線和有線信號(hào)的混合接入系統(tǒng)研究[J]. 張春蕾,閆彩化,陳海靈,趙春和. 光通信研究. 2012(05)
[9]采用OptiSystem的OFDM-ROF系統(tǒng)仿真[J]. 李濤,榮健,鐘曉春. 紅外與激光工程. 2011(06)
[10]Experiment on 60-GHz MMW transmission performance in an optical fiber and wireless system[J]. 唐琪,陳林,肖江南,曹子崢. Chinese Optics Letters. 2011(05)
博士論文
[1]基于PON與RoF融合的寬帶有線—無(wú)線選擇性接入關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張瑞姣.北京郵電大學(xué) 2017
碩士論文
[1]光OFDM系統(tǒng)峰均比抑制技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 彭妙.湖南師范大學(xué) 2018
[2]RoF系統(tǒng)中基于外部調(diào)制技術(shù)的光載毫米波的產(chǎn)生研究[D]. 李留.電子科技大學(xué) 2018
[3]基于WDM-PON的移動(dòng)前傳系統(tǒng)研究[D]. 趙凱.蘭州交通大學(xué) 2018
[4]基于相干檢測(cè)技術(shù)的RoF-WDM-PON系統(tǒng)研究[D]. 佟彤.北京交通大學(xué) 2017
[5]單波長(zhǎng)40Gb/s WDM-PON系統(tǒng)傳輸方案與無(wú)色ONU技術(shù)研究[D]. 張冰冰.北京郵電大學(xué) 2017
[6]用于WDM-PON中再調(diào)制的RSOA的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 楊可君.華中科技大學(xué) 2016
[7]OFDM-PON系統(tǒng)性能優(yōu)化研究[D]. 肖梟.蘭州交通大學(xué) 2016
[8]RoF-PON系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 薛旭偉.山東大學(xué) 2015
[9]基于ROF-PON融合的混合接入網(wǎng)若干技術(shù)研究[D]. 張俊杰.北京郵電大學(xué) 2015
[10]OFDM-ROF接入系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 康照遠(yuǎn).山東大學(xué) 2014
本文編號(hào):3071528
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