先進(jìn)光接入網(wǎng)中損傷補(bǔ)償及組網(wǎng)研究.pdf

1、信息化深刻改變了人們的生活方式。我們正處在一個(gè)信息爆炸式增長(zhǎng)的社會(huì)，全球信息流量成指數(shù)增長(zhǎng)。以多媒體內(nèi)容為主的IPTV、高清晰電視、移動(dòng)多媒體、視頻流媒體等新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，促使人們的通信需求急劇增長(zhǎng)，尤其是接入便捷的無(wú)線通信需求。我們可以清楚的看到通信領(lǐng)域的兩個(gè)趨勢(shì)，1）全球IP數(shù)據(jù)流量的快速增長(zhǎng)已經(jīng)并將在未來(lái)一段時(shí)間對(duì)作為基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)的光接入網(wǎng)提出更高要求;2）移動(dòng)數(shù)據(jù)流量已經(jīng)占據(jù)所有通信流量的主體部分，并將進(jìn)一步影響未來(lái)網(wǎng)絡(luò)布局尤

2、其是光接入網(wǎng)的布局。在本論文中，我們將立足于上述兩點(diǎn)，對(duì)兩項(xiàng)核心技術(shù)進(jìn)行深入探討，即基于正交頻分復(fù)用的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(OFDM-PON)技術(shù)和適合移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓廨d無(wú)線技術(shù)（radio-over-fiber，ROF）。本論文將主要探討:1）基于強(qiáng)度調(diào)制-直接檢測(cè)(IM-DD)架構(gòu)的OFDM-PON系統(tǒng)的物理?yè)p傷以及數(shù)字信號(hào)處理補(bǔ)償算法;2）OFDM-ROF系統(tǒng)的物理?yè)p傷以及相應(yīng)的補(bǔ)償方法;3）面向未來(lái)應(yīng)用的低成本有線-無(wú)線服務(wù)混合的組網(wǎng)技術(shù)

3、。本論文的主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　首先，我們探討了基于IM-DD架構(gòu)的OFDM-PON系統(tǒng)的物理?yè)p傷以及針對(duì)這些物理?yè)p傷所提出的相應(yīng)數(shù)字信號(hào)處理補(bǔ)償算法。我們首先介紹基于強(qiáng)度調(diào)制-直接檢測(cè)傳輸系統(tǒng)的OFDM-PON架構(gòu)及其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。我們建立了相應(yīng)的理論模型以及分析該系統(tǒng)中物理?yè)p傷，主要是色散所致頻率（選擇性）衰減和子載波互拍噪聲。在此基礎(chǔ)上，筆者首次提出采用數(shù)字信號(hào)處理免疫物理?yè)p傷以避免使用頻率保護(hù)間隔的思想。基于這一思想

4、，系統(tǒng)傳輸容量可以提高一倍。相關(guān)成果第一作者發(fā)表在光通信頂級(jí)期刊IEEEPhotonicsTechnologyLetters上，單篇引用次數(shù)達(dá)到20次(webofscience，2014年5月)。加拿大著名光傳輸專家DavidV.Plant教授等將本文作為一類解決方案的代表予以總結(jié)(OpticsExpress，Vol.21，Issue13，pp.15237-15246(2013))。澳大利亞墨爾本大學(xué)學(xué)者Ampalavanapillai

5、Nirmalathas教授等則也將該論文作為基于數(shù)字信號(hào)處理方法進(jìn)行處理的典型予以提及。此外，我們創(chuàng)造性地將從調(diào)制、估計(jì)以及信道編碼等方面提出三種新穎的數(shù)字信號(hào)處理算法以補(bǔ)償該系統(tǒng)的物理?yè)p傷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了相應(yīng)算法的有效性，相關(guān)成果發(fā)表在多篇SCI期刊上。
　　其次，我們探討了OFDM-ROF系統(tǒng)中的物理?yè)p傷以及相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理補(bǔ)償算法。我們對(duì)基于外部調(diào)制器的直接檢測(cè)OFDM-ROF系統(tǒng)進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬分析，重點(diǎn)討論該系

6、統(tǒng)中存在的色散所致頻率（選擇性）衰減和子載波互拍噪聲。該理論模型由筆者首次提出并被廣泛引用?；诖四Ｐ?，我們創(chuàng)新性地提出可以采用數(shù)字信號(hào)處理方法抑制相應(yīng)損傷，并從調(diào)制和信道編碼等方面提出兩種數(shù)字信號(hào)處理補(bǔ)償算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了相應(yīng)算法的有效性。相關(guān)成果研究以特邀論文(invitedpaper)形式，第一作者發(fā)表于光通信頂級(jí)期刊JournalofLightwaveTechnology上。該論文發(fā)表后引用達(dá)到28次（webofscienc

7、e，2014年5月）。澳大利亞ROF領(lǐng)域?qū)＜褻hristinaLim教授等將該成果作為最新的OFDM-ROF的研究成果之一予以總結(jié)(IEEEJLT,vol.32，no.2，2014)。后續(xù)研究于2012年第一作者發(fā)表在IEEEJournalofOpticalCommunicationsandNetworking上，被引5次（webofscience，2014年5月）。
　　第三，我們探討了適合寬帶信號(hào)傳輸?shù)姆崔D(zhuǎn)單邊帶調(diào)制技術(shù)。反轉(zhuǎn)

8、調(diào)制單邊帶方法由筆者首次提出，其結(jié)構(gòu)不類似于目前已經(jīng)提出來(lái)的其他單邊帶結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要使用電混頻器，且能提供二倍頻的單邊帶調(diào)制。接著，我們?cè)?0GHz的ROF系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該調(diào)制方式。為深入了解該調(diào)制方式，我們對(duì)這一全新的調(diào)制方式建立理論模型并通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)其定量分析。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果于2012年發(fā)表在IEEEPhotonicsTechnologyLetters上，目前已被引用9次(webofscience，2014年5月)。更

9、為深入的理論建模和定量分析結(jié)果于2013年底在SCI一區(qū)頂級(jí)期刊JournalselectedAreasinCommunications(JSAC)上發(fā)表相關(guān)成果，發(fā)表后的三個(gè)月即被光學(xué)頂級(jí)期刊OpticsLetters引用(OpticsLetters，vol.39,no.6,pp.1561-1564,2014)。
　　最后，我們探討了面向未來(lái)應(yīng)用的低成本有線-無(wú)線服務(wù)混合的組網(wǎng)技術(shù)。我們首先探討了工作在60GHz的低成本OFDM

10、-ROF系統(tǒng)組網(wǎng)，并提出一種新穎的基于直接調(diào)制激光器的方案。接著，我們探討了適合低密度區(qū)域的60GHz長(zhǎng)距離OFDM-ROF系統(tǒng)，創(chuàng)新性地提出采用數(shù)字信號(hào)處理補(bǔ)償長(zhǎng)距離傳輸損傷。為適應(yīng)OFDM-PON和OFDM-ROF系統(tǒng)在波分復(fù)用(WDM)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)合，我們提出了一種新穎的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了上述系統(tǒng)的可行性和有效性。相關(guān)系列文章分別發(fā)表于在多個(gè)SCI期刊上。其中第一作者發(fā)表在IEEEJournalofOpticalCommun

11、icationsandNetworking期刊上題為“WDM-RoF-PONarchitectureforflexiblewirelessandwire-linelayout”的論文目前已被引用29次(webofscience，2014年5月)。國(guó)際電子電工協(xié)會(huì)會(huì)士(IEEEFellow)NirwanAnsari教授等在總結(jié)面向未來(lái)4G無(wú)線通信覆蓋技術(shù)時(shí)，將該論文所提系統(tǒng)作為典型系統(tǒng)予以引用介紹(IEEEJSAC，vol.29，no.6

12、，2011)。加拿大著名微波光子學(xué)專家JianpingYao教授等也將該系統(tǒng)作為主流的解決方案予以引用(JLT,vol.31，no.16，2013)。
　　作者攻讀博士期間，在IEEESCI一區(qū)區(qū)頂級(jí)期刊JSAC上發(fā)表文章1篇，在IEEEJLTPTL等光通信頂級(jí)權(quán)威期刊及OFC/ECOCO等國(guó)際光通信會(huì)議上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文20余篇，其中第一作者和通信作者在SCI檢索論文13篇。論文總引用為180次，他引132次，單篇最高引用達(dá)到29