关于OFDM-ROF无线传输系统中若干问题的研究

关于OFDM-ROF无线传输系统中若干问题的研究

管芳芳

关键词：OFDM-ROF；无线传输概述：

对于ROF系统，最令人感兴趣的主要是其结构和低层的内容。就物理层而言，关注的是传输链路的工作频率及调制方式等。而对于数据链路层，虽然定义的编码方式与传输没有严格的关联，但其存在着对于传输性能影响的可能性，所以也是关心的内容。

一、ROF技术简介

ROF是英文RadiooverFiber或RadioonFiber的缩写，从字面的理解就是“无线信号载在光纤上”，具体表述为“以光纤为传输媒介，以光波为载波，以高频微波、厘米波或毫米波为调制波，传输信息的一种技术”。我然而对于采用ROF技术的传输系统（以F简称ROF系统），调制信号的频率可达儿GHz或几十GHz，系统性能必然与普通光传输系统不同。ROF技术主要应用于固定无线接入（FixedWirelessAccess，FWA）系统中（又称无线本地环（WirelessLocalLoop，WLLWLL））⋯PSTN（PublicSwitchedTelephoneNetwork）网络提供最后⋯公里无线方式接入，它的优点是远端单元避免庞大的体积，只需要很少的供电，结构简单，可靠性高，易于维护，本地交换1f一心高效地按需分配无线资源。ROF技术的应用还有专用小范围通信（Dedicated）率、调制方式等。

二、OFDM—ROF系统的基本工作原理

OFDM—ROF系统的基本工作原理以及各参数值的设定如下：信号产生发送模块中，原始数据流为伪随机序列，长度为218—1、码率为2．5Gbps；串并变换输出为1024路；编码部分采用16一QAM调制，采用格雷码型进行编码；OFDM调制分别采用1024点的IFFT；保护隔离长度为IFFT输出并行序列长度的四分之一。采用一组正交载波对D／A转换后的复数序列进行I／Q调制。根据IEEE802．11a协议要求，正交载波频率取5．8GHz。光源采用DFB半导体激光器，耦合到光纤的光功率设定为0dBm，不同频率的光信号传播常数是不相同的。OFDM度调制器采用电吸收调制器，调制指数为0．95。

低信号实际上是包含有多组子载波的复合信号。因此通滤波采用五阶Bessel低通滤波器，带宽码率。光当OFDM信号通过光纤时，由于色散的影响，不同纤信道模块采用标准单模光纤、衰减系数、色散常频率的子载波其传播速度不同，这造成在信号接数、非线性系数。另外还考虑了光纤其它一些特性收端处信号出现波形失真等问题，严重时会引起信号判别失误。

OFDM-ROF仿真系统的搭建

作为4G系统的核心技术OFDM技术有众多的优点：频谱效率高；系统的实现比较简单、实现成本低；频带有很强的可扩展性；对多径衰落的抵抗能力较强；频谱资源灵活分配；实现MIMO技术较简单等等。且OFDM技术与RoF技术的融合必将成为一种第四代移动通信系统中的核心的组网方式。这里将OFDM信号引入RoF系统中，在搭建OFDM-RoF仿真系统的基础上仿真研究该系统的性能RoF系统中的伪随机序列经过OFDM调制之后，再用MZM将OFDM信号调制到激光载波上，则完成了仿真系统的搭建。

我们可以看出，其中OFDM信号由MATLAB软件离线生成，首先由光通信仿真软件中的数据生成模块生成码率为2.5Gb/s的连续的伪随机数据，再经过非归零变换之后送到OFDM调制模块中，进行包括编码、串并变换、IFFT、加循环前缀等一系列步骤的OFDM调制过程。同时，激光器发出中心频率为193.1THz的激光束送到马赫增德尔调制器中，然后用频率为20GHz的射频信号以抑制载波的双边带调制形式去调光波生成的两个边带的频率分别为193.08THz和193.12THz，40GHz是两个边带的频率之差。然后经过一个光栅滤波器将不同频率的两个边带分离，将之前由MATLAB软件离线生成的OFDM信号使用马赫增德尔调制器调制到频率为193.12THz的边带上。最后，将载有OFDM信号的边带与另一个未调制OFDM信号的边带经过光耦合器耦合之后送到同一根单模光纤中传输。在远端基站处，经由光纤传输过来的光载射频OFDM信号被光电二极管转换为电信号，接着与由本地振荡器发出的频率为40GHz的本地振荡信号相乘，混频之后经过带通滤波器滤除多余的频率成分，只剩下了频率为2.5GHz的OFDM信号。最后得到最原始的数据信号。本系统中的远端基站处对光信号的检测采用直接检测，因为RoF系统结构的设计理念就是要简化基站，而相干检测需要在基站中放置相干光源，增加了基站的复杂度和成本，因此，本仿真系统使用直接检测。

总结：仿真研究结果表明，OFDM无线信号的特殊性质，表现在多载波、信道正交等方面，当信号通过光纤传播时，所受到的影响不同于普通强度调制光脉冲信号所经受的那样，具有其特殊性。仿真结果同时还表明，通过系统参数的设定，我们可以在一个较大范围内对各种复杂的无线信号传输问题进行高精度的调查测定，这为开展新一代移动通信技术的研究打下了基础。

参考文献：

[1]HidenoriTaga.AtheoreticalstudyofOFDMsystemperformancewithrespecttosubcarriernumbers[J].OpticsExpress，2009，17（21）：18638-18642

[2]EvgenyVanin.PerformanceevaluationofintensitymodulatedopticalOFDMsystemwithdigitalbasebanddistortion[J].OpticsExpress，2011，19（5）：4280-4293