本文關(guān)鍵詞：直接檢測OFDM-PON網(wǎng)絡(luò)中信道損傷抑制等關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)尤其是視頻類業(yè)務(wù)的普及,人們對接入網(wǎng)容量的需求日益增加,40/100Gbps傳輸速率100km接入距離系統(tǒng)成為下一代無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)重要發(fā)展趨勢。正交頻分復(fù)用(OFDM) PON系統(tǒng)具有抗色散能力強(qiáng)、頻譜效率高、帶寬分配靈活和擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn),因此成為下一代PON研究熱點(diǎn)之一。相比相干光檢測,直接檢測OFDM-PON系統(tǒng)具有成本低廉的優(yōu)勢。然而,直接檢測OFDM-PON仍存在一些物理層關(guān)鍵問題有待解決。強(qiáng)度調(diào)制直接檢測OFDM-PON系統(tǒng)性能受限于色散和調(diào)制器啁啾共同導(dǎo)致的功率衰落以及子載波與子載波混合拍頻干擾(SSII)損傷,線性場調(diào)制直接檢測OFDM-PON系統(tǒng)性能受限于子載波與子載波拍頻干擾(SSBI)損傷,所以尋找合適的方案或算法以抑制功率衰落、SSII和SSBI是當(dāng)前亟待解決的難題；此外,如何低成本地提高強(qiáng)度調(diào)制和線性場調(diào)制直接檢測OFDM-PON系統(tǒng)的頻譜效率,同樣是當(dāng)前亟待解決的問題。圍繞上述技術(shù)難題,本論文展開了相關(guān)研究,主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：1、針對強(qiáng)度調(diào)制直接檢測OFDM-PON系統(tǒng)中色散所導(dǎo)致的功率衰落問題,本文分析了功率衰落產(chǎn)生原因,提出一種采用光纖布拉格光柵(FBG)實(shí)現(xiàn)殘留邊帶(VSB)的強(qiáng)度調(diào)制直接檢測OFDM-PON下行傳輸方案,以抑制功率衰落提高系統(tǒng)傳輸距離。VSB濾波能夠破壞雙邊帶光譜的對稱性從而抑制功率衰落、提高系統(tǒng)可用信道帶寬,而OFDM信號經(jīng)過VSB濾波和色散信道后引入的幅度和相位失真通過頻域均衡器補(bǔ)償。16QAM調(diào)制、100km離線傳輸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用所提方案系統(tǒng)信道帶寬從6GHz提升到10GHz。2、雖然強(qiáng)度調(diào)制直接檢測OFDM-PON系統(tǒng)通過殘留邊帶調(diào)制可有效抑制功率衰落,但此時系統(tǒng)性能受限于VSB、色散和平方率檢測共同導(dǎo)致的SSII。本文分析了SSII形成原因和其受色散、調(diào)制器啁啾、光殘留邊帶濾波器等因素的影響,提出一種VSB-IMDD OFDM系統(tǒng)中基于接收端迭代的SSII損傷抑制算法,以同時抑制色散致功率衰落和SSII。為了進(jìn)一步降低OFDM-PON下行接收端算法復(fù)雜度,進(jìn)一步提出一種基于發(fā)送端符號預(yù)畸變的SSII抑制算法。接收端迭代SSII抑制算法對色散和VSB濾波共同導(dǎo)致的SSII進(jìn)行估計(jì),SSII估計(jì)值與接收端含有SSII的信號做差從而抑制SSII。發(fā)送端符號預(yù)畸變SSII抑制算法通過對色散和VSB濾波共同導(dǎo)致的SSII進(jìn)行估計(jì),畸變符號映射值從而抑制SSII。符號預(yù)畸變算法抑制SSII的同時降低了接收端算法的復(fù)雜度,較為適合OFDM-PON下行傳輸。40Gbps速率、16QAM調(diào)制、100km離線傳輸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,接收端迭代SSII抑制算法可使接收機(jī)靈敏度改進(jìn)2.4dB;發(fā)送端符號預(yù)畸變SSII抑制算法可改進(jìn)2.2dB。3、為了進(jìn)一步抑制線性場調(diào)制直接檢測OFDM系統(tǒng)中SSBI,本文建立了基于Volterra級數(shù)的線性場調(diào)制直接檢測OFDM系統(tǒng)模型,提出一種基于二階Volterra頻域?yàn)V波器的SSBI抑制方案,綜合對比分析了Volterra濾波器、接收端迭代SSBI損傷抑制算法和發(fā)送端符號預(yù)畸變SSBI抑制算法的性能。本文通過基于Volterra級數(shù)的線性場調(diào)制直接檢測OFDM系統(tǒng)模型,得到Volterra頻域?yàn)V波器的抽頭系數(shù),采用二階Volterra前向和后向?yàn)V波器抑制SSBI。40Gbps速率、16QAM調(diào)制、100km傳輸仿真結(jié)果表明,二階Volterra前向和后向?yàn)V波器分別可使接收機(jī)靈敏度改進(jìn)5.7dB和5.9dB。4、針對數(shù)字域產(chǎn)生射頻載波(D-RF-tone)輔助虛擬單邊帶(VSSB) OFDM調(diào)制中數(shù)模轉(zhuǎn)換器后信噪比較低、高頻RF-tone鏡像干擾嚴(yán)重和受到SSBI損傷的問題,本文提出一種基于模擬域產(chǎn)生射頻載波(A-RF-tone)輔助和符號預(yù)畸變SSBI抑制的VSSB直接檢測OFDM-PON下行傳輸方案。該方案通過電耦合器將A-RF-tone與OFDM基帶信號耦合從而產(chǎn)生VSSB-OFDM信號,符號預(yù)畸變算法有效抑制了系統(tǒng)SSBI損傷。40Gbps速率、16QAM調(diào)制、100km離線傳輸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)D-RF-tone輔助VSSB直接檢測OFDM方案,所提方案光I/Q調(diào)制器前信噪比提高8dB,高頻RF-tone鏡像干擾可有效抑制,接收機(jī)靈敏度改進(jìn)2.9dB。
【關(guān)鍵詞】：正交頻分復(fù)用 殘留邊帶濾波 迭代損傷抑制算法 符號預(yù)畸變算法 Volterra濾波器
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 高速大容量PON網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢和研究意義11
• 1.2 OFDM-PON網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀和需要解決的問題11-14
• 1.2.1 OFDM-PON網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 OFDM-PON網(wǎng)絡(luò)需要解決的問題13-14
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排14-16
• 參考文獻(xiàn)16-19
• 第二章 強(qiáng)度調(diào)制直接檢測OFDM-PON功率衰落抑制方案研究19-39
• 2.1 引言19-20
• 2.2 功率衰落產(chǎn)生機(jī)制分析和抑制方案20-27
• 2.2.1 強(qiáng)度調(diào)制直接檢測系統(tǒng)中功率衰落產(chǎn)生機(jī)制分析20-24
• 2.2.2 基于FBG實(shí)現(xiàn)光殘留邊帶濾波的功率衰落抑制方案24-27
• 2.3 離線實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和性能分析27-35
• 2.3.1 模擬離線實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案28-31
• 2.3.2 基于FBG光殘留邊帶濾波實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建31-32
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析32-35
• 2.4 本章小結(jié)35
• 參考文獻(xiàn)35-39
• 第三章 基于迭代的SSII抑制算法研究39-59
• 3.1 引言39
• 3.2 接收端基于迭代的SSII抑制算法研究39-47
• 3.2.1 接收端迭代抑制SSII原理40-42
• 3.2.2 基于接收端迭代的SSII抑制離線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建42-44
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析44-47
• 3.3 發(fā)送端基于符號預(yù)畸變的SSII抑制算法研究47-55
• 3.3.1 發(fā)送端符號預(yù)畸變抑制SSII原理47-50
• 3.3.2 接收端迭代與發(fā)送端符號預(yù)畸變算法的復(fù)雜度、性能和應(yīng)用場景對比50-51
• 3.3.3 基于發(fā)送端符號預(yù)畸變的SSII抑制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建51-53
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析53-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 第四章 基于Volterra濾波器的SSBI抑制算法研究59-81
• 4.1 引言59-60
• 4.2 基于Volterra級數(shù)的線性場調(diào)制DD-OFDM信道建模和SSBI抑制算法研究60-75
• 4.2.1 基于Volterra級數(shù)的線性場調(diào)制DD-OFDM信道建模60-64
• 4.2.2 基于頻域Volterra濾波器的SSBI抑制算法研究和性能分析64-68
• 4.2.3 接收端二階頻域Volterra濾波器與迭代SSBI抑制算法對比68-71
• 4.2.4 發(fā)送端二階頻域Volterra濾波器與符號預(yù)畸變SSBI抑制算法對比71-75
• 4.3 40Gbps-100km仿真驗(yàn)證和性能分析75-78
• 4.3.1 基于虛擬單邊帶DD-OFDM仿真系統(tǒng)設(shè)置75-76
• 4.3.2 仿真結(jié)果及性能分析76-78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 參考文獻(xiàn)79-81
• 第五章 基于A-RF-tone的VSSB OFDM-PON下行方案研究81-97
• 5.1 引言81-82
• 5.2 基于A-RF-tone的VSSB OFDM-PON下行方案設(shè)計(jì)82-88
• 5.2.1 基于A-RF-tone的VSSB DD-OFDM系統(tǒng)原理82-85
• 5.2.2 基于OLT端符號預(yù)畸變的SSBI抑制算法85-88
• 5.2.3 ONU分組機(jī)制和帶寬分配策略88
• 5.3 離線實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和性能分析88-94
• 5.3.1 基于A-RF-tone的VSSB OFDM-PON下行方案實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建89-90
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析90-94
• 5.4 本章小結(jié)94
• 參考文獻(xiàn)94-97
• 第六章 論文總結(jié)與展望97-100
• 6.1 工作總結(jié)97-99
• 6.2 未來工作展望99-100
• 縮略詞索引100-103
• 致謝103-104
• 攻讀博士期間發(fā)表論文104-105

  本文關(guān)鍵詞：直接檢測OFDM-PON網(wǎng)絡(luò)中信道損傷抑制等關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：327454