1、光載無線通信光載無線通信（Radio over Fiber）北京郵電大學北京郵電大學顧畹儀顧畹儀2 內(nèi)容內(nèi)容發(fā)展與應(yīng)用概況發(fā)展與應(yīng)用概況1O-OFDM系統(tǒng)的研究動態(tài)系統(tǒng)的研究動態(tài)3光載毫米波通信的關(guān)鍵技術(shù)光載毫米波通信的關(guān)鍵技術(shù)23光載射頻拉遠技術(shù)光載射頻拉遠技術(shù) RoF技術(shù)使復雜昂貴的設(shè)備都集中在中心站，實現(xiàn)中技術(shù)使復雜昂貴的設(shè)備都集中在中心站，實現(xiàn)中 心站功能的集中化、設(shè)備的共享以及頻譜帶寬資源的心站功能的集中化、設(shè)備的共享以及頻譜帶寬資源的 動態(tài)分配；動態(tài)分配； 基站功能和結(jié)構(gòu)簡化，體積小巧輕便，可以有效地降基站功能和結(jié)構(gòu)簡化，體積小巧輕便，可以有效地降 低系統(tǒng)的安裝和維護成本；低系統(tǒng)的

2、安裝和維護成本； 較小的基站還可以降低較小的基站還可以降低 對環(huán)境的影響和污染。對環(huán)境的影響和污染。發(fā)展與應(yīng)用概況發(fā)展與應(yīng)用概況1在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用可靠傳遞智能 處理全面感知通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將感知的信息實時準確地傳遞出去利用RFIDRFID，傳感器等隨時隨地隨地地獲取物體的信息 物聯(lián)網(wǎng)的三個特點物聯(lián)網(wǎng)的三個特點利用各種智能計算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制 完成各種信號的匯聚、接入和傳完成各種信號的匯聚、接入和傳輸，形成全國性的物聯(lián)網(wǎng)。輸，形成全國性的物聯(lián)網(wǎng)。光載毫米波通信光載毫米波通信 采用現(xiàn)代光子學技術(shù)推動超寬帶移動通信的發(fā)展采

3、用現(xiàn)代光子學技術(shù)推動超寬帶移動通信的發(fā)展光載光載OFDM通信通信 承載承載4G移動通信移動通信6p 30-60GHz的毫米波是未來無線通信重點考慮的波段的毫米波是未來無線通信重點考慮的波段 頻譜豐富，帶寬巨大，適用超寬帶無線（頻譜豐富，帶寬巨大，適用超寬帶無線（UBW）通信）通信 的需求；的需求； 60 GHz頻段是氧氣的吸收峰，可以實現(xiàn)無線短距離、頻段是氧氣的吸收峰，可以實現(xiàn)無線短距離、 高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸。高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸。光載毫米波通信的關(guān)鍵技術(shù)光載毫米波通信的關(guān)鍵技術(shù)27采用現(xiàn)代光子學技術(shù)支撐毫米波通信采用現(xiàn)代光子學技術(shù)支撐毫米波通信21e 12ep 光生毫米波方法：光外差法光生毫米波方

4、法：光外差法p 毫米波毫米波RoF系統(tǒng)中系統(tǒng)中 的波長重用的波長重用 強度調(diào)制器，選擇合適的調(diào)制器驅(qū)動條件實現(xiàn)載波 抑制調(diào)制采用相位調(diào)制器加光帶陷濾波器，或用交織濾波器OThD1,OFC088OTuB3，OFC09應(yīng)用示例應(yīng)用示例1：UBW光載毫米波系統(tǒng)光載毫米波系統(tǒng)系統(tǒng)特點：系統(tǒng)特點： 30GHz微波相位調(diào)制到激光上，經(jīng)交織濾波器濾微波相位調(diào)制到激光上，經(jīng)交織濾波器濾出已調(diào)光波的第一級邊帶，在光纖中傳輸；出已調(diào)光波的第一級邊帶，在光纖中傳輸； 接收端兩邊帶差頻，光生接收端兩邊帶差頻，光生60GHz毫米波信號。毫米波信號。9示例示例1：UBW光載毫米波系統(tǒng)光載毫米波系統(tǒng)10示例示例2：有線無線

5、融合的光載：有線無線融合的光載60 GHz毫米波系統(tǒng)毫米波系統(tǒng) Georgia Institute of Technology，OTuB7-OFC09 系統(tǒng)特點：系統(tǒng)特點：10Gbps無線信號和有線信號同纖偏振復用光載傳輸；無線信號和有線信號同纖偏振復用光載傳輸；光生光生60Ghz毫米波信號；毫米波信號；基站波長的重利用?；静ㄩL的重利用。11采用多個正交子載波調(diào)制并行傳輸，采用多個正交子載波調(diào)制并行傳輸，使得每個子信道上的數(shù)據(jù)符號持續(xù)使得每個子信道上的數(shù)據(jù)符號持續(xù)長度相對增加，從而容易實現(xiàn)高速長度相對增加，從而容易實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，提高頻譜效率。的數(shù)據(jù)傳輸，提高頻譜效率。正交條件正交條件:

6、1klsffmT時域時域頻域頻域OFDMO-OFDM系統(tǒng)的研究動態(tài)系統(tǒng)的研究動態(tài)3OFDM系統(tǒng)（發(fā)射端）系統(tǒng)（發(fā)射端） 12ECOC 2009, Paper 1.3.3文獻報道的高譜密度實驗結(jié)果文獻報道的高譜密度實驗結(jié)果 （1）容納色散的能力）容納色散的能力強。強。 （2）OFDM系統(tǒng)可以系統(tǒng)可以最大限度的利用頻譜資最大限度的利用頻譜資源，提高頻譜效率。源，提高頻譜效率。 （3）O-OFDM系統(tǒng)與系統(tǒng)與原有的原有的WDM系統(tǒng)有很好系統(tǒng)有很好的兼容性。的兼容性。 O-OFDM技術(shù)的優(yōu)勢技術(shù)的優(yōu)勢13（1）峰值平均功率比（峰值平均功率比（PAPR）高，）高，容易引入信號失真，引入符號間干擾（ISI

7、），加劇非線性光學效應(yīng)的影響,降低系統(tǒng)的信噪比（SNR）。（2）光纖非線性效應(yīng)嚴重影響系統(tǒng)的性能。）光纖非線性效應(yīng)嚴重影響系統(tǒng)的性能。（3）CO-OFDM系統(tǒng)對相位噪聲極其敏感系統(tǒng)對相位噪聲極其敏感，這些相位噪聲包括激光器的相位噪聲、ASE噪聲、非線性相位噪聲。相位噪聲會使各個子載波之間的正交特性惡化，極大的降低系統(tǒng)性能。 O-OFDM系統(tǒng)的不足系統(tǒng)的不足OFDM Band: Pilot Subcarrier: Data Subcarrier14O-OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)p降低降低PAPR特定的降低特定的降低PAPR的算法的算法信號預畸變技術(shù)：即在符號經(jīng)過放大之前，首先對功率值大

8、于門限值的部分進行非線性畸變，包括限幅、峰值加窗、峰值消除等操作。編碼方法：即避免使用那些會生成大峰值功率信號的編碼圖樣。概率類算法：利用不同的加擾序列對OFDM符號進行加權(quán)處理，從而選擇PAPR較小的OFDM符號來傳輸。15p 高速高速O-OFDM信號處理算法信號處理算法接收端數(shù)字信號處理算法接收端數(shù)字信號處理算法 在接收端引入數(shù)字信號處理技術(shù)，對光纖色散和偏振模色散造成在接收端引入數(shù)字信號處理技術(shù)，對光纖色散和偏振模色散造成的串擾進行自適應(yīng)均衡，相位噪聲進行估計和恢復等的串擾進行自適應(yīng)均衡，相位噪聲進行估計和恢復等系統(tǒng)總體性能優(yōu)化算法研究系統(tǒng)總體性能優(yōu)化算法研究 在電域和光域統(tǒng)籌考慮各種算法的兼容性和效率，達到系統(tǒng)整在電域和光域統(tǒng)籌考慮各種算法的兼容性和效率，達到系統(tǒng)整體性能最優(yōu)。體性能最優(yōu)。均衡前均衡前 均衡后均衡后16Company Logol偏載波填充算法偏載波填充算法(PCF) 通過在特定的OFDM子載波上進行填充“空”子載波，通過破壞FWM相位匹配條件，使FWM產(chǎn)物將主要落在這些“空”子載波上，達到降低光纖非線性效應(yīng)的目的。l非線性補償非線性補償l接收端電域數(shù)字信號處理接收端電域數(shù)字信號處理 p對抗光纖中的非線性效應(yīng)對抗光纖中的非線性效應(yīng)17WDM-OFDM-PONOMV5，OFC09 采用價格低廉的直