OFDM-RoF系统中非线性失真及其抑制方法的研究

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  当今社会信息产业飞速发展,人们对信息的需求不断增长,超宽带、大容量的信息传输成为当代信息产业的发展趋势。因此,超高速、大带宽的第四代移动通信系统(4G)应运而生,它是通信技术发展的里程碑,然而,无线通信有限的频谱效率和传送距离限制了4G的发展。OFDM技术与RoF技术的融合解决了这一问题。传输容量大、抗扰能力强的OFDM技术和光载无线(RoF)技术都是4G的核心技术,二者的结合能够使4G中超宽带的无线接入以及射频信号的有线传输成为可能,这必将成为一种4G的组网方式,是目前通信技术领域的研究热点。   然而无线通信系统中OFDM信号的高峰值平均功率比问题和光纤系统中的非线性失真影响了系统的通信质量。本课题主要分析了OFDM-RoF系统中非线性失真产生的原因,并研究了抑制系统非线性失真的方法。   首先,本课题以OFDM技术和RoF技术为基础搭建了OFDM-RoF系统仿真平台。其中OFDM信号由MATLAB软件离线生成,RoF系统中毫米波的生成使用了基于两个MZ调制器级联的远程光外差技术。   其次,本文分析了引起系统中非线性效应的原因:一是OFDM信号的高PAPR特性;二是RoF非线性链路中光器件的非线性特性。然后针对RoF非线性链路的非线性特性,通过仿真分析了传输距离和光功率对系统性能的影响。传输距离越长,光纤的非线性对系统的影响越大。同时,在一定范围内增加信号光功率可以降低误码率,但是光纤中存在非线性效应的影响,当输入过大的光功率时信号系统的传输质量反而会下降。本文应用基于导频的信道估计技术来均衡光纤的非线性效应。仿真结果表明,经过信道估计均衡之后,接收信号的星座图由原来的发散变得聚集,系统的通信性能得到了提高。   最后在比较了几种典型的降低PAPR方法的基础上提出了应用一种实现简单且有效的降低PAPR的方法即改进的奈奎斯特脉冲整形技术来抑制由OFDM信号高PAPR引起的系统非线性失真。该技术的理念是引入OFDM信号各个子载波之间的相关性,从而减小了峰值出现的概率降低峰值平均功率比。本文将该技术应用到OFDM-RoF系统中,仿真结果表明,发送端OFDM信号的PAPR降低了2dB以上,接收信号星座图由发散变得聚集,系统的传输质量得到了明显的提高。
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