基于滤波正交频分复用调制在前传光网络的应用

发布时间：2020-06-20 11:46

【摘要】：随着移动互联网的快速发展,各种新型业务场景的应用,无线接入网的数据流量需求也在日益增加。其中,云化无线接入网架构CRAN以其能耗小、成本低、负载均衡等优点引起了广泛的关注,该技术通过将处理单元BBU的集中化和射频单元RRU分离来提高每个天线的利用率,被认为是未来接入网络的发展趋势。目前,通用公共无线接口CPRI是前传网络中的传输标准,但其传输速率恒定、传输带宽要求高、扩展性差等问题很难继续应用于未来的接入网络。中国移动为了解决CPRI接口存在的问题提出了下一代前传网络接口NGFI,通过将更多天线相关的处理功能下沉,在前传网络中传输模拟的基带信号,这样就有效减少了前传网络中的带宽需求提高整体网络的效率。本论文根据上述内容提出了一种基于滤波正交频分复用调制的模拟多中频前传网络系统。该系统可以在保持C-RAN分布式基站架构的同时,将部分信号处理功能下沉到远端天线单元,利用多中频传输技术可以有效减少整个系统的带宽需求。基于滤波正交频分复用调制(Filtered-OFDM)系统将中频信号的边模抑制提高了几乎20dB,有效的降低了各个中频信号之间的串扰,使系统可以更好的对抗传输过程中的符号间干扰和子载波间干扰,支持多个用户之间的上行传输。此外,该滤波技术可以有效抑制中频信号的带外泄漏功率,减少信号的保护带宽,增加信号的频谱效率。同时,本文针对模拟前传网络中多载波信号峰均值功率比PAPR过高影响线性设备调制深度的问题,结合相应的研究背景提出了一种基于不均匀映射的补偿措施来减少多载波信号的PAPR。为了有效验证上述方案,本论文对所提系统进行了一系列验证实验,包括系统下行和上行的传输实验,分别验证不同中频宽带宽度、不同传输距离、不同中频个数等参数的改变对信号传输性能的影响。试验结果显示,在20公里光纤传输中系统的光功率预算为28dB,可以在远端实现1:64的分光比。所提系统与传统OFDM模拟前传网络相比,带宽效率最高可以提高10%,理想情况下单波长可实现40.22Gbps的CPRI等效传输速率。另外针对所提的降低峰均值功率比的方法,同样进行了点对点的传输实验。通过与之前的研究结果进行抑制效果、计算复杂度等的对比,所提方法在保持复杂度低的同时,有效的抑制了信号的峰均值功率比,增加了系统中线性设备的调制深度,让传输信号整体的矢量误差幅度减少了2%,使信号在同样的传输系统中可以支持更高的调制阶数。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN713;TN929.1
【图文】：

架构图,无线网络,架构

上海交通大学硕士学位论文远端天线无线信号处理单元之间的前传接口。NGFI 是一个开放性的接口，具有两点明显的特征：首先，NGFI 重新定义了基带处理单元(BBU)和远端射频单元(RRU)的功能，将部分射频信号相关的处理功能下沉到 RRU 端，并进一步将重构后新的BBU 和 RRU 分别命名为无线云中心(RCC, Radio Cloud Center)和射频拉远系统(RRS,RadioRemoteSystem)；其次，NGFI 也将基于分组协议交换的前传网络由点到点的接口重新定义为多点到多点的传输网络。传统的前传网络接口 CPRI，由于其本身的点对点传输，恒定传输速率等传输特性，存在着传输效率低、带宽需求大、扩展性差等原因，并不适合未来的前传网络接口协议。而针对 CPRI 存在的问题，中国移动提出的 NGFI 可以让整个前传网络更好的实现统计复用、载荷相关的自适应带宽变化、尽量支持性能增益的协作化算法、接口流量尽量与 RRU 的天线数目无关、空口技术中立、支持 RRS 归属关系转移

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