OFDM信号光纤传输系统中降PAPR方法研究

论文摘要

随着通信技术飞速发展，人们对高速率、大容量、多重服务通信方式的需求越来越强烈，第四代（4G）移动通信必将成为一种不可阻挡的趋势。正交频分复用（OFDM）技术由于具有抗多径衰落和符号间干扰（ISI）、频谱效率高、容量大等优点，被公认为4G核心技术；光纤无线通信（ROF）技术由于兼具光通信的大容量和无线通信的灵活性，且能有效简化基站大大节约成本，被认为是4G无线接入技术之一。因此，OFDM技术和ROF技术的研究具有重要意义。然而，高峰值平均功率比（PAPR）是光OFDM系统的重要缺陷之一。高PAPR不仅会导致放大器、调制器等光电器件超出线性范围，而且会带来光纤本身的非线性效应，因此本论文以OOFDM信号为研究对象，重点研究降PAPR的方法，具体引入压缩扩展变换法实现光基带传输系统和ROF系统中OOFDM信号PAPR的降低。主要成果如下：1、提出了在基带DD-OOFDM系统中引入压缩扩展变换降低PAPR的方案，通过理论、仿真和实验研究了该系统的性能，结果显示在光传输系统中，压扩变换法能降低OFDM信号PAPR并提高接收灵敏度。仿真结果表明，压扩系数μ越大，信号PAPR越低；随着μ的增大，系统BER呈现先下降后上升的趋势。权衡PAPR的降低度和系统BER，当μ=2时效果最佳。实验研究表明，当μ为2时OFDM信号PAPR降低约3dB；经过100km标准单模光纤的传输后，在误码率为10-4时，灵敏度提高约2.5dB。2、提出并实验研究了在60GHz OFDM-ROF系统中引入压扩变换降低OFDM的PAPR，同时实现系统灵敏度的提高。在中心站（CS），通过双臂马赫曾德尔强度调制器（MZM-IM）和光纤布拉格光栅（FBG）相结合实现光载波抑制（OCS）调制产生58GHz光载毫米波信号，经过压扩变换后的2.5Gb/sQPSK-OFDM信号通过强度调制器加载到光载波上，经标准单模光纤（SSMF）传输至基站（BS），在基站中通过改变OOFDM毫米波的接收功率，测得OFDM信号的误码率（BER）曲线图和星座图。实验结果表明，引入压扩变换的2.5Gbit/s基带OFDM信号经SSMF传输50km后，在无色散补偿和误码率为10-3的条件下，入纤功率为12dBm时，系统接收灵敏度提高约2.3dB，并且OFDM信号PAPR下降约3dB。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 国内外文献综述
• 1.2.1 OFDM 技术
• 1.2.2 OFDM 系统中降低峰均比技术的研究
• 1.2.3 ROF 技术
• 1.3 论文研究内容及组织结构
• 第2章 ROF 技术和 OFDM 技术
• 2.1 ROF 技术
• 2.1.1 ROF 技术简介
• 2.1.2 光载毫米波
• 2.1.3 ROF 技术的特点
• 2.2 OFDM 技术
• 2.2.1 OFDM 基本原理
• 2.2.2 OOFDM 技术
• 2.2.3 OFDM 技术的优缺点
• 2.3 OFDM-ROF 系统
• 2.4 本章小结
• 第3章 OFDM 系统中峰值平均功率比问题
• 3.1 PAPR 的定义
• 3.2 高 PAPR 对光传输系统的影响
• 3.3 信号预畸变技术
• 3.3.1 限幅法
• 3.3.2 压缩扩张法
• 3.4 编码类技术
• 3.5 概率类技术
• 3.5.1 部分传输序列（PTS）技术
• 3.5.2 选择映射（SLM）技术
• 3.5.3 概率类技术在光通信系统中的应用
• 3.6 降 PAPR 方法性能的改善
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于压扩变换技术降低 PAPR 的 DD-OOFDM 系统方案
• 4.1 理论分析和 DD-OOFDM 系统介绍
• 4.1.1 DD-OOFDM 系统结构
• 4.1.2 理论分析
• 4.2 DD-OOFDM 系统仿真研究
• 4.2.1 仿真平台
• 4.2.2 仿真结果分析
• 4.3 实验装置及结果
• 4.3.1 实验装置
• 4.3.2 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于压扩变换技术降低 PAPR 的 OFDM-ROF 系统方案
• 5.1 理论分析与 OFDM-ROF 系统介绍
• 5.1.1 OFDM-ROF 系统结构
• 5.1.2 理论分析
• 5.2 实验装置及结果
• 5.2.1 实验装置
• 5.2.2 实验结果分析
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录Ａ （攻读硕士学位期间发表论文目录）