基于光码分多址的光无线系统研究

摘要

高速的移动数据通信的需求越来越大，这使得无线基站的接入结构和成本问题成为非常值得关注的问题之一。因为通信数据需求量大，就必须增大基站的数据处理和传输容量，首先需要增大从基站发射出去的数据量，即增加无线信道载波数和载波容量，同时需要扩大的还有进入基站的数据量，即增加基站接入光纤的传输容量。升高无线载波的频率是比较有效的扩容方法，但其带来的问题是，无线信道载波频率越高，其在大气中的衰减也越快，因此不可避免的需要增加无线基站的数量，以满足大范围的信号覆盖，然而基站的数量直接影响运营商成本问题。探索如何降低基站成本的方案，已经成为学术界的热点。本文正是这样的背景下，提出了采用光码分多址技术融合光无线系统的解决方案。
　　 光无线技术就是在光纤上承载无线载波的副载波复用，其要解决的问题是将射频发生设备集中到中心站，从而达到降低基站成本的目的。本文在第二章对光无线技术进行了深入的分析，分别介绍了强度调制直接检波技术和光外差技术，并比较了这种关键技术的差异和对整个系统的影响。调制解调技术是光无线技术的关键所在，本文对其进行了详细的理论推导，得出有可能出现的问题，并介绍了大量文献对这些问题的解决方法。
　　 光码分多址也是一种最大程度利用通信介质的一种方式，其可能成为下一代无线基站光纤接入的关键技术。当其与光无线系统时，更有可能成为一种极具希望的传输技术。在本文中，介绍了光码分多址中地址码的设计和编解码器的实现方法。并针对光无线系统的特殊性对光码分多址的关键技术进行了评价，考虑其在与光无线系统融合可能遇到的问题。
　　 本文在对光无线系统和光码分多址的关键技术进行梳理之后，于第四章开始进行无线基站系统的设计，包括光无线核心调制解调模块，光码分多址模块，以及数据编码方式的设计。在设计时我们考虑到基站成本问题，故采用光学倍乘法来产生无线载波信号，这是一种利用谐振的由低频率的射频产生出高频率的射频的方法，它可以很大程度上降低无线载波发生设备的成本。而光码分多址的核心模块中，本文采用光正交码对其进行仿真。另外本文对两种编码格式对系统的影响进行了比较评估，并希望通过这两种编码方式分别对系统进行仿真，并比较其实验结果，最终得出对其可行性的判断。本文用OPTISYSTEM软件进行仿真实验，分别对两种编码方式的系统进行了模拟。最终得出光码分多址-光无线系统的可行性结论。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 ROF系统概述

1．2．1 ROF系统的拓扑结构

1．2．2 ROF系统的特点

1．2．3 ROF系统的发展现状

1．2．4 ROF系统的应用

1．3 适用于ROF系统的光复用技术

1．3．1 光波分复用

1．3．2 光时分复用

1．3．3 光码分复用

1．4 研究内容及意义

1．5 本文的创新点及组织结构

第二章 ROF信号的调制与解调

2．1 强度调制直接检波技术

2．1．1 双边带发送载波调制

2．1．2 载波抑制调制

2．1．3 单边带发送载波调制

2．2 光外差调制检波法

2．2．1 FP激光器双模注入锁模

2．2．2 四波混频法

第三章 光码分多址关键技术

3．1 OCDMA系统模型

3．2 地址码设计

3．2．1 单极性码

3．2．2 双极性码

3．3 编解码器的实现方法

3．3．1 一维编解码器

3．3．2 二维编解码器

3．4 检测系统

第四章 OCDMA—ROF系统的设计

4．1 核心模块的设计

4．1．1 谱域OCDMA方法的设计

4．1．2 光无线信号的产生

4．2 QPSK编码

4．3 16—QAM编码

第五章 实验系统仿真及分析

5．1 QPSK编码方案

5．2 16—QAM编码方案

第六章 结论

6．1 论文总结

6．2 本文的不足和对该课题的展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致 谢