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文檔簡(jiǎn)介
1、ROF(光纖無線融合)作為未來寬帶接入系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,對(duì)于實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)G- bps(比特每秒)的無線/有線業(yè)務(wù)有著十分重要的作用。OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)具有頻譜利用率高、抵抗色散等優(yōu)點(diǎn),它與 ROF的結(jié)合成為了近期研究的熱點(diǎn)之一,另一方面,如何降低OFDM信號(hào)PAPR(峰均比)也是亟需解決的問題。本文就ROF技術(shù)中毫米波的產(chǎn)生及全雙工通信、有線和無線的融合接入、降OFDM信號(hào)的PAPR、混沌在寬帶OFDM-ROF的應(yīng)用等若干問題
2、進(jìn)行研究,對(duì)將來寬帶光載無(有)線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。本文獲得主要成果如下:
?。?)雙頻毫米的產(chǎn)生及全雙工ROF系統(tǒng)
提出了一種利用2個(gè)相位調(diào)制器產(chǎn)生雙頻毫米波的全雙工ROF系統(tǒng)。理論分析了雙頻毫米波的產(chǎn)生原理,仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)傳輸信號(hào)的可行性。將2.5Gbit/s的基帶信號(hào)調(diào)制在雙頻毫米波上,傳輸25km的 SSMF(單模光纖),發(fā)現(xiàn)誤碼率在10-9的功率損耗小于1dB。研究發(fā)現(xiàn),60GHz毫
3、米波信號(hào)的誤碼性能要略優(yōu)于40GHz毫米波信號(hào),這是因?yàn)?0GHz毫米波由單邊帶光信號(hào)產(chǎn)生的,信號(hào)只加在一個(gè)邊帶,而40GHz毫米波由兩個(gè)一階邊帶產(chǎn)生的,色散導(dǎo)致的走離效應(yīng)相對(duì)嚴(yán)重,實(shí)際應(yīng)用中,用戶可以根據(jù)帶寬需求靈活選擇波長(zhǎng)。
然后提出了一種高階OFDM調(diào)制的全雙工40GHz的單邊帶ROF系統(tǒng)。理論上分析了系統(tǒng)的工作原理,仿真驗(yàn)證了雙工傳輸OFDM信號(hào)的可行性。由于上行鏈路的光載波由下行鏈路中提取重利用得到,其光譜受到色散效
4、應(yīng)、噪聲及下行調(diào)制信號(hào)的影響而被展寬,從仿真結(jié)果看,誤碼率相同時(shí),上行鏈路接收信號(hào)的光信噪比要比下行略高。實(shí)際使用中,只要合理配置線路,適當(dāng)控制上下行鏈路的調(diào)制深度,這種影響可以忽略。
?。?)有線和無線的融合接入系統(tǒng)
提出了只用一個(gè)PM(相位調(diào)制器)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制、傳輸,在接收端通過有線和無線方式解調(diào)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。理論上分析了系統(tǒng)的工作原理,2.5Gbps的NRZ(非歸零)信號(hào)通過PM調(diào)制到光波上,在接收端通過光分叉交織
5、將兩個(gè)一階邊帶(載有NRZ碼的光毫米波信號(hào))和中心載波(類似載有NRZ碼的OOK(二進(jìn)制振幅鍵控)分開,從而以無線和有線方式解調(diào)信號(hào)。仿真結(jié)果表明,其功率損耗可以忽略不計(jì)。由于 PM不需要復(fù)雜的直流控制,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,且無線和有線的解調(diào)方式增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。
提出了一種16QAM(正交幅度調(diào)制)OFDM調(diào)制的全雙工WDM-ROF-PON(光纖無線接入波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò))結(jié)構(gòu)。分析了系統(tǒng)的工作原理,下行鏈路傳輸載
6、有10Gbps的16-QAM OFDM強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)的60GHz光毫米波,在光網(wǎng)絡(luò)單元中以無線和有線方式恢復(fù)原始的基帶信號(hào),同時(shí)采用波長(zhǎng)重利用技術(shù),上傳OFDM的上行數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果表明,下行鏈路信號(hào)對(duì)上行OFDM信號(hào)的影響較小,相互之間的串?dāng)_可以忽略??紤]無線和有線接收的靈活性、產(chǎn)生遠(yuǎn)端相干本振信號(hào)的經(jīng)濟(jì)性、上行OFDM信號(hào)的頻譜高效性,該結(jié)構(gòu)不失為經(jīng)濟(jì)、高效的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)方案。
(3)選擇性映射降強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)系統(tǒng)和ROF中
7、光OFDM信號(hào)的PAPR
提出了采用SLM(選擇性映射)技術(shù)降PAPR的光OFDM IM/DD(強(qiáng)度調(diào)制-直接檢測(cè))系統(tǒng)并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先隨機(jī)控制SLM技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)因子,然后將低PAPR的OFDM信號(hào)通過100km的單模光纖傳輸,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明接收機(jī)的靈敏度和誤碼性能有較好的提高。同時(shí)提出了一個(gè)采用SLM技術(shù)降低PAPR的全雙工WDM-ROF(光纖無線接入波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng),雙向傳輸?shù)?6QAM-OFDM信號(hào)都具有低PAPR特
8、性。仿真結(jié)果表明,下行(上行)信號(hào)經(jīng)過42km的SSMF,在誤碼率為10-3時(shí),其功率損耗不超過2(3)dB,有效提高了接收機(jī)的靈敏度。
?。?)混沌在寬帶OFDM-ROF的研究
實(shí)驗(yàn)研究了基于混沌和SLM技術(shù)降低OFDM信號(hào)的IM/DD系統(tǒng)。首先提出了參數(shù)相互變化的混合混沌系統(tǒng),并利用它控制CSLM(混沌選擇性映射)技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)因子,得到PAPR最低的OFDM信號(hào),然后將3.28Gbit/s的OFDM信號(hào)傳輸100公
9、里的單模光纖,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明接收機(jī)的靈敏度和誤碼性能有較好的提高,與光通信系統(tǒng)中傳統(tǒng)SLM技術(shù)相比,需要傳輸?shù)倪厧畔⒋蟠鬁p少,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸效率,且邊帶信息不隨相位序列個(gè)數(shù)的增加而增加。
在此基礎(chǔ)上,仿真模擬了基于混沌加密圖像的256QAM-OFDM ROF保密通信系統(tǒng)。將 Lena灰度圖像用混沌信號(hào)進(jìn)行加密,用CSLM技術(shù)將密圖編碼成低PAPR的256QAM-OFDM信號(hào),再將該信號(hào)調(diào)制到30GHz單邊帶光毫米波信號(hào)上
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