宽带RoF系统中多维高阶调制信号的接入性能研究.pdf

摘要

近年来，光载无线通信（RoF）技术已经成为宽带光通信接入网络领域的研究热

点，备受业界关注。该技术充分利用了光纤传输的海量带宽和无线通信灵活覆盖的

应用优势，被视为未来无线通信发展的关键技术之一。然而，面对如今频谱资源日

益紧张、信道容易受到多径衰落等干扰的影响；同时大量用户接入时，数据传输速

率和容量满足不了需求以及不能动态分配频谱资源，传统的调制方式已经不能满足

人们对无线宽带日益增加的需求。因此，迫切需要研究各种多维高阶调制信号的接

入性能，以便在有限的频谱资源内传输更多的数据并提高数据传输速率。目前，一

些研究机构已经通过采用多维高阶调制信号来提升信号的鲁棒性，使其更能抵抗信

道衰减和带内干扰影响，从而增强系统的可靠性和有效性。综上所述，本论文在理

论分析的基础上，在宽带RoF及其改进系统中提出了多种多维高阶调制信号，并对

其接入性能做了研究，其主要工作和创新性成果概括如下：

（1）阐述了在宽带光载无线通信系统中研究多维高阶调制信号接入性能的重要

意义，并结合近年来国内外研究现状，探讨了光载无线通信的主要研究方向和应用

情况；分析了宽带光载无线通信系统相关的关键技术和多维高阶调制技术原理，并

阐述了采用密集波分复用、偏振复用等技术显著提升传输速率和通信容量的机理。

（2）提出了基于不同占空比的RZ-PAM4接入方案，此方案可以灵活地为用户提

供服务，所提67%占空比的RZ-PAM4接入方案在远距离传输上表现出更优异的性能，

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并且在40km传输距离时（误码率为10时）相比33%和50%占空比的RZ-PAM4接入方

案可以提供将近6dBm和30dBm的接收光功率信号增益。

（3）提出了4/16/32QAM-OFDMADWDM接入方案，进一步将接入带宽灵活地分配

给多个终端用户，在传输速率方面可以达到137.5Gbit/s，并且在此基础上大大节

约了光纤资源，传输相同容量的信号只需要原来1/8的光纤资源；并且提出了更高

阶的256QAM-OFDMADWDM接入方案，相比目前各个研究院校以及机构所研究的16QAM、

64QAM和128QAM调制方式，我们所述方案提供了更高的频谱效率。

（4）提出了一种超高速（320Gbit/s）的DWDM-PDM-AMI信号接入方案，相比传

统方案传输速率大大提高，并且将光载无线通信与自由空间光通信融合，为在复杂

多变的环境下通信提供了可能，不但适用于地震海啸等自然灾害发生后通信网络的

临时搭建，使外界快速获取灾区信息进行支援；在军事通信领域也具有一定的应用

价值，FSO通信可保证信息的安全性，防止敌军窃听；同时具有较强的抗电磁干扰

能力；还可应用于一些特殊地形地貌的库区或山地，以替代固定的光纤传输链路，

与RoF通信集成更好地满足用户的需求。

（5）设计并研究了下行传输FBMC/OQAM信号的系统，研究了信号在不同信道条

件下的接入性能，包括误码率、峰均比、误差矢量幅度、星座图等。最后实验结果

证明了所提方法的有效性。相比于OFDM系统，所提方案在带外泄露、误码率、抗频

偏方面都表现出更加优异的性能。

该研究工作对于光载无线通信系统及其改进系统中提升系统容量、数据传输速

率、增强信号鲁棒性以及满足新型应用场景提供了一定的参考意义。

关键词：光载无线通信；多维高阶调制；接入；传输性能；误码率

Abstract

Inrecentyears,RadiooverFiber(RoF)technologyhasbecomea

researchhotspotinthefieldofbroadbandopticalcommunicationaccess

network,whichhasattractedmuchattentionfromtheindustry.This

technologymakesfulluseofthemassivebandwidthofopticalfiber

transmissionandtheapplication