ROF系統(tǒng)的信道編碼技術(shù)和負(fù)載資源分配方案研究

1、ROF系統(tǒng)的信道編碼技術(shù)和負(fù)載資源分配方案研究隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G等新興技術(shù)的發(fā)展，高清視頻、智慧城 市、自動(dòng)駕駛、 沉浸式拓展現(xiàn)實(shí)等新型業(yè)務(wù)也即將迎來大規(guī)模的推廣 和使用。未來海量數(shù)據(jù)的傳輸及設(shè)備的接入 , 都對(duì)未來通信網(wǎng)絡(luò)的帶 寬、速率、覆蓋以及安全性與穩(wěn)定性提出了更高要求。為了滿足時(shí)代 發(fā)展的要求 , 建立高速、智能、靈活的通信系統(tǒng)顯得尤為重要。光載 無線(ROF,Radio Over Fiber)通信系統(tǒng)既擁有光纖通信系統(tǒng)的帶寬寬、 損耗低、安全性好的特點(diǎn) , 又擁有無線通信系統(tǒng)的靈活接入的特點(diǎn) , 適合未來網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的應(yīng)用與普及。但是,ROF系統(tǒng)中信號(hào)在遠(yuǎn)距離傳 輸過程中由于受到信

2、道噪聲、光纖色散、非線性效應(yīng)等影響 , 會(huì)造成 接收信號(hào)的失真或畸變。同時(shí)，為了滿足用戶的服務(wù)請(qǐng)求,ROF系統(tǒng)中 數(shù)據(jù)的傳輸需要從中心局經(jīng)過光纖鏈路到達(dá)基站后再到達(dá)用戶終端 , 但海量的用戶請(qǐng)求與設(shè)備連接必然給光纖鏈路帶來巨大的壓力。 因此, 提高ROF系統(tǒng)的可靠性和靈活性的研究具有重要意義。 針對(duì)提高該系 統(tǒng)的可靠性與靈活性問題，本論文主要圍繞ROF系統(tǒng)中的信道編碼技 術(shù)和負(fù)載資源分配方案兩個(gè)方面進(jìn)行展開研究。 提出使用級(jí)聯(lián)渦輪空 時(shí)編碼(Turbo-STBC)來改善多天線廣義頻分復(fù)用光載無線 (GFDM-ROF) 系統(tǒng)性能;提出使用自適應(yīng)的Turbo-STBC編碼技術(shù)以快速緩解系統(tǒng) 的負(fù)載

3、壓力；提出中心壓力邊緣化的結(jié)構(gòu)來解決 ROF系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)擁 塞并解決其負(fù)載資源分配問題 , 增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性。論文的主要研究 工作如下:(1)基于GFDM-RC系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)Turbo-STBC編碼研究論文在 對(duì)ROF系統(tǒng)、光纖通信關(guān)鍵技術(shù)和廣義頻分復(fù)用(GFDM,GeneralizedFrequency Division Multiplexing） 調(diào)制進(jìn)行理論研究的基礎(chǔ)上 , 提出基于GFDM-RO系統(tǒng)的多天線技術(shù)和級(jí)聯(lián)Turbo-STBC信道編碼方案 以降低系統(tǒng)的誤碼率。仿真結(jié)果表明 , 當(dāng)發(fā)送天線為兩根和接收天線為四根時(shí),使用多天線技術(shù)的GFDM-RO系統(tǒng)的誤碼率可以在信噪比 為10dB時(shí)

4、小于10-6;使用級(jí)聯(lián)Turbo-STBC編碼的GFDM-RC系統(tǒng)可 以在相同天線條件下獲得更高的增益，信噪比為5dB時(shí)誤碼率可小于 10-6。（2）基于GFDM-RO系統(tǒng)的自適應(yīng)信道編碼方案研究提出了基于 GFDM-RO系統(tǒng)的自適應(yīng)Turbo-STBC編碼方案，解決了固定編碼導(dǎo)致 在降低系統(tǒng)誤碼率有限的情況下卻增加極高的算法復(fù)雜度的問題。 該 方案在系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端添加成對(duì)可供選擇的編解碼器 , 當(dāng)需要 快速傳輸時(shí) , 系統(tǒng)選擇傳輸速率快但誤碼性能適中的編解碼器 ; 當(dāng)允 許編解碼復(fù)雜度較高可以去追求更低的誤碼率時(shí) , 系統(tǒng)選擇改善誤碼 性能更好的編解碼器。仿真結(jié)果表明 : 自適應(yīng)編碼可

5、以獲得較好的誤 碼性能 , 并且在降低系統(tǒng)負(fù)載能力上明顯優(yōu)于組成其的最優(yōu)固定編碼 方案。（3）基于ROF系統(tǒng)的中心壓力邊緣化結(jié)構(gòu)與負(fù)載資源分配方案 研究論文在對(duì)ROF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負(fù)載資源分配算法進(jìn)行理論研究的基 礎(chǔ)上,提出了中心壓力邊緣化的結(jié)構(gòu)，解決了 ROF系統(tǒng)中由于大量用 戶請(qǐng)求而造成的光網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題。 提出負(fù)載資源分配算法來得到服 務(wù)分配和用戶負(fù)載分配方案。 仿真研究了邊緣局的存儲(chǔ)能力、 服務(wù)的 數(shù)量和邊緣局?jǐn)?shù)量對(duì)該方案性能的影響。結(jié)果表明，存儲(chǔ)比例U不大 于 1/2 時(shí), 系統(tǒng)可以獲得更具性價(jià)比的性能提升。Frequency Division Multiplexing） 調(diào)制進(jìn)行理論研

6、究的基礎(chǔ)上 , 提出基于GFDM-RO系統(tǒng)的多天線技術(shù)和級(jí)聯(lián)Turbo-STBC信道編碼方案 以降低系統(tǒng)的誤碼率。仿真結(jié)果表明 , 當(dāng)發(fā)送天線為兩根和接收天線為四根時(shí),使用多天線技術(shù)的GFDM-RO系統(tǒng)的誤碼率可以在信噪比 為10dB時(shí)小于10-6;使用級(jí)聯(lián)Turbo-STBC編碼的GFDM-RC系統(tǒng)可 以在相同天線條件下獲得更高的增益，信噪比為5dB時(shí)誤碼率可小于 10-6。（2）基于GFDM-RO系統(tǒng)的自適應(yīng)信道編碼方案研究提出了基于 GFDM-RO系統(tǒng)的自適應(yīng)Turbo-STBC編碼方案，解決了固定編碼導(dǎo)致 在降低系統(tǒng)誤碼率有限的情況下卻增加極高的算法復(fù)雜度的問題。 該 方案在系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端添加成對(duì)可供選擇的編解碼器 , 當(dāng)需要 快速傳輸時(shí) , 系統(tǒng)選擇傳輸速率快但誤碼性能適中的編解碼器 ; 當(dāng)允 許編解碼復(fù)雜度較高可以去追求更低的誤碼率時(shí) , 系統(tǒng)選擇改善誤碼 性能更好的編解碼器。仿真結(jié)果表明 : 自適應(yīng)編碼可以獲得較好的誤 碼性能 , 并且在降低系統(tǒng)負(fù)載能力上明顯優(yōu)于組成其的最優(yōu)固定編碼 方案。（3）基于ROF系統(tǒng)的中心壓力邊緣化結(jié)構(gòu)與負(fù)載資源分配方案 研究論文在對(duì)ROF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負(fù)載資源分配算法進(jìn)行理論研究的基 礎(chǔ)上,提出了中心壓力邊緣化的結(jié)構(gòu)，解決了 ROF系統(tǒng)中由于大量用 戶請(qǐng)求而造成的光網(wǎng)絡(luò)擁塞的問