本文關(guān)鍵詞：基于FBMC的ROF系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們對無線帶寬需求的日益增加,無線移動通信向高速化、寬帶化、高頻化的方向迅速發(fā)展。濾波器組多載波技術(shù)(Filter Bank based Multicarrier, FBMC)與光載無線電(Radio Over Fiber, ROF)相結(jié)合的FBMC-ROF系統(tǒng)因其高寬帶、大容量、低成本等優(yōu)點(diǎn)引起廣泛關(guān)注,被認(rèn)為是未來新一代寬帶無線通信的核心技術(shù)之一。正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)和基于交錯(cuò)的正交幅度調(diào)制濾波器組多載波(Filter Bank based Multicarrier with offset quadrature amplitude modulation, FBMC-OQAM)技術(shù)作為FBMC技術(shù)的代表得到了廣泛研究。隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)兩種系統(tǒng)存在高峰均比(Peak-to-average Power Ratio, PAPR)和負(fù)載不均等問題,極大的影響系統(tǒng)性能。針對以上問題,本文在分析FBMC-ROF相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對PAPR印制和ROF系統(tǒng)負(fù)載均衡等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究,其主要工作和創(chuàng)新性成果概括如下： (1)提出兩種聯(lián)合算法降低OFDM-ROF系統(tǒng)的PAPR,與傳統(tǒng)方法相比,該算法在取得良好PAPR抑制效果的同時(shí),降低了計(jì)算復(fù)雜度,保證了誤碼率性能。OFDM作為FBMC的一種特例,已被廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中。目前已提出很多降低該系統(tǒng)PAPR的算法,而限幅法和部分傳輸序列(Partial Transmit Sequence, PTS)是典型代表。限幅法比較簡單,但是誤碼率高。PTS方法性能好,但是計(jì)算復(fù)雜度高。為了降低限幅法的誤碼率,提出了兩種改進(jìn)的算法。一種稱為量化限幅法,另一種為可恢復(fù)限幅法。前者通過設(shè)置若干門限值,實(shí)現(xiàn)對不同幅值信號的分段量化,以減少限幅造成的信號畸變。后者通過對高功率信號的幅值進(jìn)行壓縮實(shí)現(xiàn)限幅,同時(shí)使用一個(gè)標(biāo)記序列記錄壓縮的信號,并在解調(diào)時(shí)通過該序列實(shí)現(xiàn)限幅信號的補(bǔ)償。然后將兩種算法聯(lián)合PTS降低OFDM-ROF系統(tǒng)的PAPR。最后通過仿真對提出算法的性能進(jìn)行驗(yàn)證。 (2)提出一種改進(jìn)的PTS算法降低FBMC-OQAM-ROF系統(tǒng)的PAPR,與傳統(tǒng)方法相比,該算法在取得良好PAPR效果的同時(shí),降低了計(jì)算復(fù)雜度。FBMC-OQAM作為FBMC的典型代表,被認(rèn)為是一種可以取代OFDM的多載波技術(shù),但是該技術(shù)也存在高PAPR問題。為了降低其PAPR,本文借鑒傳統(tǒng)PTS算法的思想,同時(shí)考慮FBMC-OQAM相鄰數(shù)據(jù)塊相互重疊的特點(diǎn),提出一種前向PTS (Forward PTS, F-PTS)算法。該算法把多個(gè)FBMC-OQAM數(shù)據(jù)塊分成兩部分,每部分的數(shù)據(jù)塊在選擇最優(yōu)傳輸序列時(shí)根據(jù)不同的規(guī)則考慮之前數(shù)據(jù)塊的影響。最后通過仿真模型對其性能進(jìn)行了數(shù)值仿真和驗(yàn)證。 (3)提出一種改進(jìn)的SLM算法降低FBMC-OQAM-ROF系統(tǒng)的PAPR,與傳統(tǒng)方法相比,在候選序列相同的前提下,該方法能取得更好的PAPR效果。傳統(tǒng)選擇性映射法(Selective Mapping, SLM)作為另外一種能有效降低多載波系統(tǒng)PAPR的方法,也存在計(jì)算復(fù)雜度高的問題,特別是隨著相位序列個(gè)數(shù)的增加,其計(jì)算復(fù)雜度越來越大。本文利用SLM算法候選傳輸序列之間的線性關(guān)系,在考慮FBMC-OQAM數(shù)據(jù)塊相互重疊的基礎(chǔ)上提出一種擴(kuò)展候選傳輸序列算法來降低系統(tǒng)的PAPR。最后通過仿真模型對其性能進(jìn)行了數(shù)值仿真和驗(yàn)證。 (4)提出一種基于非合作微分博弈的ROF系統(tǒng)負(fù)載均衡算法,該算法在合理分配每個(gè)無線接入點(diǎn)(Access Point, AP)負(fù)載的同時(shí),避免了“乒乓效應(yīng)”。本文研究了ROF系統(tǒng)的負(fù)載均衡問題,通過對已有負(fù)載均衡算法優(yōu)缺點(diǎn)的分析,在充分考慮了ROF系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,引入非合作微分博弈理論,提出一種集中式負(fù)載均衡算法。非合作微分博弈能實(shí)時(shí)的偵測系統(tǒng)中各AP的負(fù)載狀態(tài),從全局考慮為每個(gè)AP分配最優(yōu)負(fù)載。最后通過仿真模型對其性能進(jìn)行了數(shù)值仿真和驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：光載無線電 正交幅度調(diào)制 濾波器組多載波 峰均功率比 負(fù)載均衡
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 插圖清單12-14
• 附表清單14-15
• ~.寫和符號清單15-17
• 1 緒論17-33
• 1.1 研究背景及意義17-22
• 1.2 濾波器組多載波技術(shù)研究現(xiàn)狀22-30
• 1.2.1 基于OFDM的ROF系統(tǒng)PAPR降低技術(shù)研究現(xiàn)狀22-26
• 1.2.2 基于FBMC-OQAM的ROF系統(tǒng)PAPR降低技術(shù)研究現(xiàn)狀26-27
• 1.2.3 ROF系統(tǒng)中的負(fù)載均衡技術(shù)研究現(xiàn)狀27-30
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容30-31
• 1.4 論文的組織與安排31-33
• 2 OFDM與FBMC-OQAM系統(tǒng)研究33-55
• 2.1 引言33
• 2.2 OFDM系統(tǒng)原理33-39
• 2.3 FBMC-OQAM系統(tǒng)原理39-44
• 2.4 FBMC-OQAM的快速實(shí)現(xiàn)44-49
• 2.5 兩種多載波技術(shù)的對比49-54
• 2.6 本章小結(jié)54-55
• 3 降低OFDM-ROF系統(tǒng)PAPR的聯(lián)合算法55-77
• 3.1 引言55-56
• 3.2 OFDM信號PAPR性能分析56-58
• 3.3 傳統(tǒng)PTS算法模型58-60
• 3.4 傳統(tǒng)限幅法模型60-62
• 3.5 聯(lián)合PTS降低PAPR的方法62-66
• 3.5.1 PTS-QC方法62-65
• 3.5.2 PTS-RC法65-66
• 3.6 聯(lián)合算法與傳統(tǒng)算法的復(fù)雜度分析66-68
• 3.7 聯(lián)合算法性能仿真分析68-74
• 3.8 聯(lián)合算法在OFDM-ROF系統(tǒng)中的應(yīng)用74-76
• 3.9 本章小結(jié)76-77
• 4 降低FBMC-OQAM-ROF系統(tǒng)PAPR的前向PTS算法77-95
• 4.1 引言77-78
• 4.2 FBMC-OQAM的PAPR特性分析78-81
• 4.3 FBMC-OQAM系統(tǒng)模型81-83
• 4.4 前向PTS算法83-86
• 4.5 F-PTS與傳統(tǒng)算法的復(fù)雜度分析86-87
• 4.6 F-PTS算法性能仿真分析87-91
• 4.7 F-PTS算法在FBMC-OQAM-ROF系統(tǒng)中的應(yīng)用91-94
• 4.8 本章小結(jié)94-95
• 5 降低FBMC-OQAM系統(tǒng)PAPR的擴(kuò)展候選序列算法95-105
• 5.1 引言95
• 5.2 傳統(tǒng)SLM算法模型95-98
• 5.3 擴(kuò)展候選傳輸序列法98-101
• 5.4 ECTS算法性能仿真分析101-103
• 5.5 本章小結(jié)103-105
• 6 基于非合作微分博弈的ROF系統(tǒng)負(fù)載均衡算法105-116
• 6.1 引言105-107
• 6.2 基于非合作微分博弈的負(fù)載均衡模型107-109
• 6.3 Nash均衡模型109-111
• 6.4 基于非合作微分博弈的負(fù)載均衡算法仿真分析111-115
• 6.4.1 A_i(t)的仿真112-114
• 6.4.2 φ_i(t)的仿真114-115
• 6.5 本章小結(jié)115-116
• 7 結(jié)論116-118
• 7.1 本文貢獻(xiàn)116-117
• 7.2 下一步研究建議117-118
• 參考文獻(xiàn)118-132
• 作者簡歷及在學(xué)研究成果132-136
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集136

【參考文獻(xiàn)】

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7 KOLL嚶R Zsolt;GAZDA Juraj;HORV嚶TH P忮ter;VARGA Lajos;KOCUR Du

本文編號：389078