基于OFDM的RoF-PON系统性能优化研究
发布时间：2021-03-08 19:13
随着通信领域的飞速发展以及人们生活水平的不断提高,人们对数据流量的需求呈现出爆炸式增长的趋势,大带宽、高速率、低时延,接入方式灵活多样等用户需求使得传统的接入网难以胜任这一艰巨的使命,因此研究下一代新型接入网具有十分重要的现实意义。未来接入网的发展能够同时为用户提供可选择式的有线/无线接入服务,这一方式可以通过将无源光网络（PON）技术和光载无线通信（RoF）技术相结合来实现,为适应远距离光纤通信的需要,正交频分复用（OFDM）技术的引入能够提高频带利用率并且有效抑制远距离光纤传输产生的色散效应。本文的研究主要立足于对下一代新型接入网RoF-PON系统的构建以及通过抑制OFDM较高的峰均功率比（PAPR）进而实现对RoF-PON系统传输性能的优化。本文首先研究了RoF技术中高频毫米波生成技术,选择合适的生成高频毫米波方案是RoF技术的关键。论文中分析了四种高频毫米波生成技术:直接强度调制技术、光外差技术、光学倍频技术以及外部调制技术的原理和优缺点。选择外调制技术作为系统中生成60GHz高频毫米波的方案。之后仿真分析了外调制法生成的三种边带信号:双边带（DSB）、光载波抑制双边带（OCS...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RoF与PON融合的新型接入网
兰州交通大学工程硕士学位论文-7-2RoF-PON系统关键技术2.1RoF技术2.1.1RoF技术基本原理RoF技术是应大容量、高速率、低损耗等特点的新一代无线通信传输需要，产生的一种将无线通信与光纤通信相结合的新型通信技术[14]。RoF技术将光纤链路作为传输媒介，将微波信号或者高频毫米波信号通过调制技术加载到光载波上，这样光载波就“驮运”着射频信号经光纤传输到达接收端，最后通过一系列解调等过程恢复出原始射频信号，从而完成射频信号的传输。如图2.1所示为典型的RoF系统结构，一个RoF系统由中心站（CS）、基站（BS）、连接CS和BS之间部分的光纤网络以及用户端四部分组成。图2.1RoF系统结构在RoF系统下行链路传输信号时，射频信号在中心站通过调制被加载到光载波上，从而完成电射频信号向光传输信号的转换，经光纤链路光信号传输到基站，在基站中光信号经光电转换器被转换成原始射频电信号，通过基站天线等发送装置射频电信号经无线传输到各个用户端，从而完成下行信号传输过程。上行信号传输时，整个过程与上述下行传输过程相反，基站天线接收机接收各个用户发来的电信号，将电信号经电光变换转换成光信号经光纤链路传输到达中心站接收端，在中心站完成对信号的解调，从而完成整个系统上下行信号传输过程。RoF系统通常采用集中式组网拓扑结构，中心站处于核心地位，在中心站中主要完成较为复杂的射频信号的产生、调制、加密等一系列信号处理过程，许多昂贵复杂的设
谱利用率很高，通常使用OFDM-SSB调制信号的RoF系统能够传输更远的距离并且具有更强的抑制色散能力[18]。除此之外，为了提高系统传输速率和增大传输容量，RoF技术应用于WDM-PON系统中，通过一根光纤就能够传输多路不同光载波承载的RoF信号[19]。2.1.2RoF系统毫米波生成方式在RoF系统中，选择较为合适的低复杂度、低成本的方式生成高质量的毫米波一直都是RoF技术中的研究热点。通常高频毫米波信号的生成方式主要有：光外差法、光学倍频法、外部调制法以及直接强度调制方式。下面简单介绍这几种常见的高频毫米波生成方式。图2.2直接强度调制如图2.2所示为直接强度调制原理图，直接强度调制技术结构简单、成本低、非常容易实现，但是由于直接强度调制使用的激光器光源是发光二极管（LED）所以激光器调制带宽受限，同时射频信号直接强度调制激光器产生的光信号后生成的调制信号是双边带信号，双边带信号抗干扰能力和色散能力差，频带利用率低，只适合于近距离传输，
【参考文献】：
期刊论文
[1]光OFDM系统中一种联合改进的低复杂度PTS峰均比抑制技术[J]. 袁建国,辛雪琪,赵鑫鑫,彭云,袁江,南蜀崇. 半导体光电. 2019(05)
[2]改进的可见光通信系统SLM峰均比抑制方法[J]. 赵瑶,王翀,杨宏,李国辉,张进玉. 系统工程与电子技术. 2019(04)
[3]O-OFDM系统中一种联合改进的低复杂度SLM峰均比抑制技术[J]. 袁建国,申茜,邱飘玉,王永,吴英冬,郭乔. 半导体光电. 2017(02)
[4]光OFDM系统中基于PTS算法对峰均比抑制技术的分析[J]. 袁建国,梁梦琪,王竞鑫,王永. 半导体光电. 2016(03)
[5]基于ROF-PON的光无线接入系统研究[J]. 谢昌敏. 移动通信. 2015(18)
[6]并行PM生成的12倍频毫米波RoF系统研究[J]. 郭方伟,郑振宇,陈春林. 光通信技术. 2015(04)
[7]基于单边带调制的直接探测光OFDM-RoF系统研究[J]. 王照,马健新,张瑞姣,李艳杰,张齐齐,张琦,刘人豪,余建国. 光电子.激光. 2014(09)
[8]一种集成无线和有线信号的混合接入系统研究[J]. 张春蕾,闫彩化,陈海灵,赵春和. 光通信研究. 2012(05)
[9]采用OptiSystem的OFDM-ROF系统仿真[J]. 李涛,荣健,钟晓春. 红外与激光工程. 2011(06)
[10]Experiment on 60-GHz MMW transmission performance in an optical fiber and wireless system[J]. 唐琪,陈林,肖江南,曹子峥. Chinese Optics Letters. 2011(05)
博士论文
[1]基于PON与RoF融合的宽带有线—无线选择性接入关键技术研究[D]. 张瑞姣.北京邮电大学 2017
硕士论文
[1]光OFDM系统峰均比抑制技术研究与实现[D]. 彭妙.湖南师范大学 2018
[2]RoF系统中基于外部调制技术的光载毫米波的产生研究[D]. 李留.电子科技大学 2018
[3]基于WDM-PON的移动前传系统研究[D]. 赵凯.兰州交通大学 2018
[4]基于相干检测技术的RoF-WDM-PON系统研究[D]. 佟彤.北京交通大学 2017
[5]单波长40Gb/s WDM-PON系统传输方案与无色ONU技术研究[D]. 张冰冰.北京邮电大学 2017
[6]用于WDM-PON中再调制的RSOA的优化设计[D]. 杨可君.华中科技大学 2016
[7]OFDM-PON系统性能优化研究[D]. 肖枭.兰州交通大学 2016
[8]RoF-PON系统关键技术研究[D]. 薛旭伟.山东大学 2015
[9]基于ROF-PON融合的混合接入网若干技术研究[D]. 张俊杰.北京邮电大学 2015
[10]OFDM-ROF接入系统的研究与设计[D]. 康照远.山东大学 2014
本文编号：3071528
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RoF与PON融合的新型接入网
兰州交通大学工程硕士学位论文-7-2RoF-PON系统关键技术2.1RoF技术2.1.1RoF技术基本原理RoF技术是应大容量、高速率、低损耗等特点的新一代无线通信传输需要，产生的一种将无线通信与光纤通信相结合的新型通信技术[14]。RoF技术将光纤链路作为传输媒介，将微波信号或者高频毫米波信号通过调制技术加载到光载波上，这样光载波就“驮运”着射频信号经光纤传输到达接收端，最后通过一系列解调等过程恢复出原始射频信号，从而完成射频信号的传输。如图2.1所示为典型的RoF系统结构，一个RoF系统由中心站（CS）、基站（BS）、连接CS和BS之间部分的光纤网络以及用户端四部分组成。图2.1RoF系统结构在RoF系统下行链路传输信号时，射频信号在中心站通过调制被加载到光载波上，从而完成电射频信号向光传输信号的转换，经光纤链路光信号传输到基站，在基站中光信号经光电转换器被转换成原始射频电信号，通过基站天线等发送装置射频电信号经无线传输到各个用户端，从而完成下行信号传输过程。上行信号传输时，整个过程与上述下行传输过程相反，基站天线接收机接收各个用户发来的电信号，将电信号经电光变换转换成光信号经光纤链路传输到达中心站接收端，在中心站完成对信号的解调，从而完成整个系统上下行信号传输过程。RoF系统通常采用集中式组网拓扑结构，中心站处于核心地位，在中心站中主要完成较为复杂的射频信号的产生、调制、加密等一系列信号处理过程，许多昂贵复杂的设
谱利用率很高，通常使用OFDM-SSB调制信号的RoF系统能够传输更远的距离并且具有更强的抑制色散能力[18]。除此之外，为了提高系统传输速率和增大传输容量，RoF技术应用于WDM-PON系统中，通过一根光纤就能够传输多路不同光载波承载的RoF信号[19]。2.1.2RoF系统毫米波生成方式在RoF系统中，选择较为合适的低复杂度、低成本的方式生成高质量的毫米波一直都是RoF技术中的研究热点。通常高频毫米波信号的生成方式主要有：光外差法、光学倍频法、外部调制法以及直接强度调制方式。下面简单介绍这几种常见的高频毫米波生成方式。图2.2直接强度调制如图2.2所示为直接强度调制原理图，直接强度调制技术结构简单、成本低、非常容易实现，但是由于直接强度调制使用的激光器光源是发光二极管（LED）所以激光器调制带宽受限，同时射频信号直接强度调制激光器产生的光信号后生成的调制信号是双边带信号，双边带信号抗干扰能力和色散能力差，频带利用率低，只适合于近距离传输，
【参考文献】：
期刊论文
[1]光OFDM系统中一种联合改进的低复杂度PTS峰均比抑制技术[J]. 袁建国,辛雪琪,赵鑫鑫,彭云,袁江,南蜀崇. 半导体光电. 2019(05)
[2]改进的可见光通信系统SLM峰均比抑制方法[J]. 赵瑶,王翀,杨宏,李国辉,张进玉. 系统工程与电子技术. 2019(04)
[3]O-OFDM系统中一种联合改进的低复杂度SLM峰均比抑制技术[J]. 袁建国,申茜,邱飘玉,王永,吴英冬,郭乔. 半导体光电. 2017(02)
[4]光OFDM系统中基于PTS算法对峰均比抑制技术的分析[J]. 袁建国,梁梦琪,王竞鑫,王永. 半导体光电. 2016(03)
[5]基于ROF-PON的光无线接入系统研究[J]. 谢昌敏. 移动通信. 2015(18)
[6]并行PM生成的12倍频毫米波RoF系统研究[J]. 郭方伟,郑振宇,陈春林. 光通信技术. 2015(04)
[7]基于单边带调制的直接探测光OFDM-RoF系统研究[J]. 王照,马健新,张瑞姣,李艳杰,张齐齐,张琦,刘人豪,余建国. 光电子.激光. 2014(09)
[8]一种集成无线和有线信号的混合接入系统研究[J]. 张春蕾,闫彩化,陈海灵,赵春和. 光通信研究. 2012(05)
[9]采用OptiSystem的OFDM-ROF系统仿真[J]. 李涛,荣健,钟晓春. 红外与激光工程. 2011(06)
[10]Experiment on 60-GHz MMW transmission performance in an optical fiber and wireless system[J]. 唐琪,陈林,肖江南,曹子峥. Chinese Optics Letters. 2011(05)
博士论文
[1]基于PON与RoF融合的宽带有线—无线选择性接入关键技术研究[D]. 张瑞姣.北京邮电大学 2017
硕士论文
[1]光OFDM系统峰均比抑制技术研究与实现[D]. 彭妙.湖南师范大学 2018
[2]RoF系统中基于外部调制技术的光载毫米波的产生研究[D]. 李留.电子科技大学 2018
[3]基于WDM-PON的移动前传系统研究[D]. 赵凯.兰州交通大学 2018
[4]基于相干检测技术的RoF-WDM-PON系统研究[D]. 佟彤.北京交通大学 2017
[5]单波长40Gb/s WDM-PON系统传输方案与无色ONU技术研究[D]. 张冰冰.北京邮电大学 2017
[6]用于WDM-PON中再调制的RSOA的优化设计[D]. 杨可君.华中科技大学 2016
[7]OFDM-PON系统性能优化研究[D]. 肖枭.兰州交通大学 2016
[8]RoF-PON系统关键技术研究[D]. 薛旭伟.山东大学 2015
[9]基于ROF-PON融合的混合接入网若干技术研究[D]. 张俊杰.北京邮电大学 2015
[10]OFDM-ROF接入系统的研究与设计[D]. 康照远.山东大学 2014
本文编号：3071528
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