Ddo-ofmd with Ct Coding to Improve Signal Quality and System Performance in Mmw Fiwi Systems
【摘要】无线通信技术已经发生转变,进入一个新的阶段。它不仅仅专注于语音传输,而且扩展到研究多媒体传输。这是由于当今用于支持多媒体服务通信系统的新设备,已经达到指数级的增长。消费者不再关心所使用的技术,而是想要一个成本划算的系统,以便在任何时候任何地方都能够支持他们的设备和服务。由于用户的快速增长,这要求系统能达到Gbit/s的超高数据传输速率。微波频谱由于自身的限制,不能适应需求的增加。因此,研究者转向研究毫米波频谱。它能提供更高的带宽,但是其不适合于长距离的电气交付。光纤同样能提供高带宽,低衰减和长距离传输。使用光纤作为毫米波传输的系统主干,将在很大程度上减少BS的复杂度和成本。虽然有这些优点,RoF系统遭受一些如ISI和CD的损害。OFDM技术能够帮忙减轻这些损害,然而它的高峰均功率比(PAPR)限制了系统的性能。无线光纤接入网络是一个无线前端和光纤主干的混合网络。这种网络被归类为下一代通信系统的适合网络。无线光纤网络的一般结构是具有一个CO,和光纤作为传输链路,RN通过链接基站达到CO,最终达到一个基站。将无线信号通过光纤传输有三种方法：射频光纤传输技术正过光纤,基频光纤传输技术。射频光纤传输技术直接传输无线信号,因此在基站中不要转换频率。IF过光纤在光传输至基站之前,在CO中将无线信号频率降低成IF信号,达到基站后再提高信号频率。基频光纤传输技术使无线信号从CO到基站,以超低频率基带信号在光纤中传输,并在基站中将信息频率升至毫米波频率。本文工作主要集中在射频光纤传输(RoF)。RoF技术有几个优势,如更大的带宽,较少的能源消耗,抗电磁干扰的能力,低衰减,容易安装和维护,低成本和稳定性,然而,在无线和光信道中,它具有一些损耗。在无线信道中,信号由于频率选择会受到振幅衰减和ISI。这样将导致高误码率和较低的系统性能。由于光调制器的非线性特征,无线信号的弱调制将导致低调制效率。信号同样遭受光纤CD的影响,限制了整个的传输距离。一种有效减少这些损耗的解决方法是使用多载波扩频系统,如OFDM。OFDM调制技术的必要性在于,调制信号彼此之间是正交直线,因此可以消除ICI,ISI和光纤的非线性。正交频分复用(OFDM)是多载波扩频传输技术的一种特殊情况,它在传输之前将大信号分成一些小信号。与其它多载波跳变调制技术相比,它的唯一性在于它的信号彼此之间是数学上的正交直线。OFDM被认为是未来宽带无线通信的调制技术,因为它能有效处理多径延时传播,并能针对频率选择性衰减和窄频带干扰提供较强的健壮性。在光通信中,证明了OFDM是针对如CD和PMD色散的一种有效方法。由于这个原因,OFDM已经并入了无线通信系统。它的基本原理是将高速数据流分成一些低速数据流。然后通过一些成为SCs的频段来调制这些低速数据流,在接收端将SCs收到的数据合并。为了实现这个技术,需要减少SCs之间的声道串扰。因此,这些SCs彼此之间是正交的,意味着在一个码周期每个SC有一个整数的周期数。所以,在SCs之间没有冲突,允许它们在理论上尽可能处于近距离的隔开。OFDM-RoF通信系统具有高速度,大容量,高频谱效率,简化基站的特点。遗憾的是,OFDM-RoF具有一些缺点,如高峰均功率比,对相位噪声敏感以及频率偏移限制了光纤的输入功率,因此导致了最大传输距离的限制。高峰均功率比会导致OFDM-RoF系统中电气设备,光调制器,光纤非线性效果的失真。为了扩大OFDM-RoF系统的传输距离,提高信号质量和系统性能,需要降低OFDM的峰均功率比。本文通过参考DDO-OFDM系统中减少峰均功率比的方法,为了提高传输距离和信号质量,使用CT编码技术来降低峰均功率比。我们使用OptiSystem作为仿真工具,使用其设计光通信系统。用它测试和优化光网络广谱物理层的任何类型的光链路,并且它不需要依赖其它的仿真工具。它是基于光纤通信系统物理层中真实模型,并且具有综合的图形用户界面用于控制光学组件布局和网表组件模型。OptiSystem主被动元件的扩充程序库包括现实的波长相关参数。它用于研究科学家,光通信工程师,系统集成商,学生和很多其它用户的需求。在我们提出的系统设计中,使用MATLAB编码来实现OFDM的发送端和接收端。系统设计包括一个LD,一个MZM,和CO中的LO。基站有一个PD,一个混频器和一个LO。在仿真中,发送端的伪随机位序列生成器生成了10Gbits/s数据信号。在S/P转化器中将输入信号数据由串变成并,并分成块。使用正交相移编码(QPSK)映射这些标志块。应用快速傅里叶逆变换(IFFT)来产生OFDM标志的时域样本。增加CP和CT编码技术,信号被转换回并行数据流。DAC生成模拟的OFDM基带信号,并在CO中将其调制成双重带MZM。仿真中使用副载波的数目是256,其中192个用于数据传输,8个用于向导,1/8用于CP,56个设置为空。连续波激光器的频率是193.1THz,功率为0dBm,生成一个1550nm的连续波长。LO频率为60GHz,相位为90。。MZM生成光学基带OFDM信号,调制成一个50KM标准的SMF。在基站中,PINPD接受光学基带OFDM信号,并将其转换成电信号。LO的频率设置成60GHz,相位为90。。信号通过一个混频器传送到OFDM接收端。接收端使用MATLAB编码来实现。接收端的ADC将收到的电信号转换成数字信号,执行与发送端相反的过程来获得原始信号。为了评估CT编码对峰均功率比的影响,我们绘制了针对峰均功率比的互补累积分布函数图。10-3的互补累积分布函数结果显示峰均功率比减少了3dB。使用光谱分析仪用于分析信号沿着光链路传输。光谱分析仪被放置在沿着光纤链路的不同位置上,在连续波激光器之后,MZM,在SMF后25km放置第一个EDFA,SMF后50km放置第二个EDFA。结果显示,尽管在光纤链路中存在损耗和噪音,我们仍然能从光检器中获得很强的信号。电气星座观察仪用于评估发送和接受的信号质量,结果显示CT编码实现的信号与没有使用CT编码技术的信号相比,存在星座边界。本系统需要能够支持在任何时间任何地点,持续增加高数据速度的设备。所面对的挑战是设计能够支持高速传输数据的通信系统。解决方法是探索其它类型的OFDM传输技术。我们建议应该研究100Gbit/s速度的数据传输或者CO-OFDM。在无线光纤系统中,CO-OFDM系统实现CT编码技术用于针对色散达到有效的接收机灵敏度,频谱效率,增强传输距离和健壮性。
【作者】JluedoeM.Wolo；
【导师】黄生叶；
【作者基本信息】湖南大学，InformationandCommunicationEngineering，2013，硕士
【关键词】光纤无线(FiWi)；正交频分复用(OFDM)；光载无线电(ROF)；直接检测光OFDM(DDO-OFDM)；压扩变换(CT)；
【参考文献】
[1]徐慧.未成年人思想道德建设研究[D].渤海大学,思想政治教育,2014,硕士.
[2]李响.当代中国危机管理机制的问题研究[D].南昌大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[3]雷洋.我国油气资源开发生态补偿法律制度研究[D].上海大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[4]张培培.混合网络拥塞控制算法[D].广西师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[5]施玉洁.云南宁蒗彝族服饰图案的形式构成及其在平面设计中的运用[D].云南艺术学院,设计艺术学,2013,硕士.
[6]徐启峰.一种振膜式电流传感器[J].电力系统自动化,2009,08:81-83.
[7]熊运鸿,高为炳.分散控制系统的结构性质研究[J].自动化学报,1994,05:569-578.
[8]冯中华.基于RBAC和PKI/PMI的实名制网络访问控制系统设计[D].电子科技大学,计算机技术（专业学位）,2012,硕士.
[9]同元辉.石墨烯功能化对儿茶酚胺电分析性能的影响[D].曲阜师范大学,2013.
[10]杨宏.基于多工况某轿车车身耐撞性结构优化[D].吉林大学,车辆工程,2013,硕士.
[11]李化军.3-取代槲皮素衍生物的合成研究[D].中国人民解放军军事医学科学院,药物化学,2004,硕士.
[12]陈萍.中韩服务业产业内贸易影响因素研究[D].海南大学,世界经济,2014,硕士.
[13]李德宣.IGBT智能功率模块在变频器中的应用[J].机电一体化.1998(02)
[14]李红东.不同年间长江刀鲚形态差异及其遗传多样性研究[D].扬州大学,水生生物学,2011,硕士.
[15]王莹莹.新历史小说的寓言化叙事倾向[D].辽宁大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[16]OYUNSAIKHAN（乌云赛汗）.结合语素法的对蒙大学中级汉语词汇教学设计[D].山东大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[17]王强强.抢劫罪若干问题研究[D].河北大学,法律,2014,硕士.
[18]朱勃勃.突发公共事件中地方政府与公民社会良性互动机制研究[D].苏州大学,行政管理,2013,硕士.
[19]陈森.我国政策性银行改革动因及发展方向研究[D].中南大学,管理科学与工程,2013,博士.
[20]黄业昌.影响啤酒大麦产量和籽粒品质的关键栽培因子研究[D].浙江大学,作物学,2013,硕士.
[21]徐有声.国际零售公司采购质量管理系统研究与设计[D].上海交通大学,软件工程,2012,硕士.
[22]叶明确,王浣尘.复杂系统的质量生存交互决策算法的研究[J].控制与决策,2004,08:898-902+919.
[23]吴楠.两孔式胸腔镜肺叶切除术和传统三孔式胸腔镜肺叶切除术临床效果比较[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[24]何桂立.在固定网上传送短消息业务的商业试用[J].电信网技术.2002(02)
[25]陆继明,万毅,毛承雄,余翔,王丹,李国栋,王波,张敬.高低压整流桥式励磁控制方案及仿真分析[J].电力系统自动化,2006,06:84-87.
[26]王永民,李勤学,蒋连斌.砖墙式三维观测系统在委内瑞拉Caracoles区块的应用[J].石油地球物理勘探,2000,05:651-660.
[27]刘杰.工程项目全过程精细化成本控制[D].西南交通大学,结构工程,2013,硕士.
[28]董广阔.鸭肠炎病毒囊膜蛋白gB和gC主要抗原域的原核表达和单克隆抗体的研制[D].扬州大学,临床兽医学,2012,硕士.
[29]耿春阳.变温环境下微纳米压痕测试平台设计分析与试验研究[D].吉林大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[30]陈远翔.馆藏文物微环境颗粒物监测及调控体系研究[D].华东理工大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[31]刘华.三峡总公司人力资本投资管理研究[D].重庆大学,电气工程,2003,硕士.
[32]孙玉芳.维甲酸诱导脊髓脊膜膨出胎鼠不同损伤程度脊髓相关细胞因子的mRNA检测[D].复旦大学,儿科学,2012,硕士.
[33]张旭萍.分数阶积微分发展方程初值问题mild解的存在性[D].西北师范大学,基础数学,2013,硕士.
[34]张春花.基于根本原因分析方法促进软件过程改进的研究[D].首都经济贸易大学,2005.
[35]张佩.利用冷库闲置制冷机进行冰蓄冷改造[J].中国建设信息供热制冷.2006(05)
[36]倪丽平.数字特效在电视广告中的应用研究[D].云南师范大学,美术学,2013,硕士.
[37]李永亮.GaN基LED芯片金属晶圆键合工艺研究[D].大连理工大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[38]钟佼腾.成都沿河民居环境改造中生态设计的运用模式研究[D].西南交通大学,MFA,2013,硕士.
[39]仝建勋.论我国股东派生诉讼制度的完善[D].郑州大学,民商法,2013,硕士.
[40]陈曦.江西省种稻大户不同类型农业技术需求分析[D].江西农业大学,农村区域发展,2012,硕士.
[41]郭春光.基于.net的居家养老服务系统[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[42]赵勇.铁路货运场站仓库平面设计研究[D].北京交通大学,2014.
[43]沈洁.四川电力股份有限公司如何走新型工业化道路的战略研究[D].重庆大学,工业工程,2003,硕士.
[44]唐文.法条有限与事情无穷的困惑与魅力[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[45]张伟.胶印机递纸机构的特性研究和仿真设计[D].西安理工大学,制浆造纸工程,2004,硕士.
[46]卢蒙.王弼易学美学思想研究[D].山东大学,中国文学批评史,2013,硕士.
[47]才让卓玛.普米“熙布”仪式中的多元身份认同研究[D].西南大学,民族教育学,2014,硕士.
[48]程苗苗.老年高血压病血压变异性与中医证型相关性探讨[D].北京中医药大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[49]张帆.免费师范生教师职业认同现状的调查与建议[D].新疆师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[50]孙冰,丁兆波,康玉东.液体火箭发动机推力室内壁寿命预估[J].航空动力学报,2014,12:2980-2986.
