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随着智能手机、智能设备、笔记本电脑等移动终端不断更新换代,人类社会对网络传输容量和数据速率的需求正在以惊人速率迅猛增长,移动通信系统迎来了新的挑战。在移动通信领域频谱一直是稀缺资源,为了应对挑战不仅需要通过新型多址技术、高阶调制等来提高频谱效率,还需要直面问题开发高频波段用于移动通信,在移动通信领域实现高低频混合组网的全频谱接入。目前,中国移动提出的无线网络架构集中式云射频接入网络(Centralized/Cloud Radio Access Network,C-RAN)中,其光纤传输部分为基于通用公共无线电接口(Common Public Radio Interface,CPRI)协议的数字移动前传(Mobile Fronthaul,MFH)网络,其结构简单,部署便捷,但是面对高速率、大容量的需求,由于存在频域采样问题导致传输容量有限。然而基于光载射频(RadiooverFiber,RoF)技术的MFH网络既可以满足高速率、大容量的需求,又可以实现全频谱接入,因此成为近几年学术界与产业界的研究热点。本文主要研究基于RoF的MFH网络在全频谱无线接入网中的应用,首先对全频谱接入技术、C-RAN网络架构和RoF技术等进行概述,然后在理论层面对基于RoF的MFH网络中的射频矢量信号传输过程进行分析推导,最后根据第五代移动通信(5 G)中连续广域无缝覆盖和热点地区高速率的需求,充分发挥全频谱接入技术和RoF技术的优势提出了新型的MFH网络架构。(1)提出一种可以根据用户需求传输不同频率不同速率射频信号的新型的模拟MFH网络方案,不同频率的射频信号适用于不同的业务场景,低速率的2.4 GHz射频信号用于日常业务的广域无缝覆盖;高速率的28 GHz射频信号用于暂时的高速率需求,比如用户临时需要下载高清电影;而超高速率的60 GHz毫米波信号用于满足热点地区的超高速率需求。在这种高低频混合组网的网络架构下,既可以实现广域无缝覆盖,又能够满足热点地区的高速率,大容量需求。(2)为了增加60 GHz毫米波信号的覆盖范围,实现将来热点地区即插即用的灵活组网,在射频拉远单元(RadioRemoteUnit,RRU)中,可以从光域提取出60 GHz的毫米波信号进行再次拉远,传输到多个再次拉远的RRU(FurtherRRU,F-RRU),以满足广域范围内不同热点地区的高速率需求。(3)面对未来RRU部署越来越密集,需求数量越来越多的发展趋势,为了节约成本并且实现灵活部署,无色RRU将会成为必然选择。因此本文提出一种基于RoF的全双工无色RRU和无色F-RRU的MFH网络,利用偏振复用技术和功率分束器同时实现RRU和F-RRU的无色。同样采用基于全频谱接入技术的高低频混合组网方式实现广域无缝覆盖及热点地区的速率提升。