本发明专利技术提供了一种基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统,包括:基带处理单元、馈线式光纤,远端节点、若干分布式光纤和若干远端天线单元,其中在基带处理单元将用户信息使用基于滤波器的正交频分复用信号利用光模块通过馈线式光纤传输到远端节点,远端节点将来自基带处理单元的光信号通过分布式光纤传输到远端天线发射。本发明专利技术利用基于滤波器的正交频分复用技术使下行链路有较好的对抗符号间干扰和子载波间干扰的能力,可实现下行数据信号无缝汇聚,提高系统频谱效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光通信
,具体地,涉及一种基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统。
技术介绍
近年来,第四代移动通信技术(4G)网络的迅速普及以及第五代移动通信技术(5G)网络的快速发展,网络节点的部署密度和所需容量日趋增加。集中化无线接入网(RAN,Radioaccessnetwork)由于其便捷的资源管理、低能耗、低成本及易于操作等优势逐渐受到业界关注,即通过基带处理单元(BasebandProcessingUnit,BBU)及远端射频单元(Radioremoteunit,RRU)的分离,使系统运行效率大大提升。BBU和RRU之间的传输链路称为无线前传光传输系统,目前该传输系统的传输协议以通用公共无线电接口(CommonPublicRadioInterface,CPRI)为主,而CPRI是一种基于数字信号传输方式的接口协议,虽然CPRI对无线信号传输方式进行了严格的规定,但随着信号速率的增加,其较低的速率标准日益无法满足未来无线站点所需容量。模拟前传网络(AnalogFronthaul)相比于上文中所提的数字前传网络(DigitalFronthaul)可以有效提高传输效率,典型地,20Mhz带宽的射频信号需要2.5Gb/sIQ数字采样信号来传输。另外,鉴于速率增加带来的光电器件的成本、调度算法的复杂性的增加,目前传统的基于OOK调制的前传光网络下行系统仍面临色散容限低、频谱效率低、灵活性差等比较严重的问题,因此需要一种适用于下一代前传光网络下行传输系统的新型调制码型。正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiple,OFDM)技术为目前4G标准的空口调制技术,在光通信中因其抗色散性能好、易于进行信道估计,可实现灵活的频谱资源管理等优点,被行业内普遍认为是下一代光网络很有潜力的调制和复用技术,将其与前传光网络结合将会有很好的应用前景。然而,OFDM在光系统的应用中仍面临着一些挑战,OFDM的时域矩形窗成型函数对应频域的sinc函数,它具有很高的边模效应,会导致带内功率泄漏,造成严重的子载波间干扰(ICI),因而将会对前传光网络下行系统的时域/频域同步性提出非常严格的要求,为了避免子带信号间干扰则需加入一定的保护间隔,使频谱效率下降,而且提升了系统的接收成本与复杂度。基于滤波器的正交频分复用调制技术利用滤波器技术对OFDM的信号按需求划分子带进行滤波处理,可以将OFDM符号低于20dB的边模抑制比提升至超过40dB。基于滤波器的正交频分复用调制技术在保留传统的OFDM抗色散性能好、速率高、带宽灵活分配的基础上,可以有效减少ISI和ICI对传输系统的干扰,提升系统的接收性能;在此基础上,由于基于滤波器的正交频分复用调制技术利用FIR滤波器降低了信号的带外功率泄漏,因此相比OFDM调制技术,它可以实现在相同的传输速率下获得更高的频谱效率。与此同时,经对现有文献检索发现,当前有关基于光纤接入网的无线前传系统主要从数字和模拟两个方面展开,并采用各种不同技术提升系统的容量和传输速率。比如,XiangLiu,HuaiyuZeng等人在2015年亚太光通信会议上(AsiaCommunicationsandPhotonicsConference,ACP)发表了《Bandwidth-EfficientMobileFronthaulTransmissionforFuture5GWirelessNetworks》论文,提出采用模拟副载波调制技术,通过信号调制在不同的副载波上来获取传输数据的汇聚,从而实现无线接入速率的增加。然而,该系统中为了实现副载波调制,且有效克服OFDM边模抑制比较高问题,在不同副载波之间需要添加一定的保护间隔,一定程度降低了系统的频谱效率,不能较好的满足未来5G发展的需要。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统。根据本专利技术提供的基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统,包括:BBU池、馈线式光纤、远端节点、分布式光纤、若干个远端天线单元,所述BBU池的输出端通过馈线式光纤连接至远端节点,所述远端节点的输出信号通过分布式光纤分发至若干个远端天线单元。优选地,所述BBU池包括:N个BBU单元和第二波分复用器,N个BBU单元的数据输出端连接至第二波分复用器的输入端,第二波分复用器的输出端连接光放大器的输入端,光放大器的输出端连接至馈线式光纤。优选地,所述BBU单元用于产生下行的基于滤波器的正交频分复用信号的基带信号,具体地,所述BBU单元包括:下行数据信号生成模块、基于滤波器的正交频分复用调制模块、N个光信号调制模块以及第一波分复用器,其中:所述下行数据信号生成模块生成的下行数据信号依次经过基于滤波器的正交频分复用调制模块、光信号调制模块后到达第一波分复用器,由所述第一波分复用器分发包含下行数据的下行光F-OFDM信号。优选地,所述基于滤波器的正交频分复用调制模块用于生成电域内的基于滤波器的正交频分复用信号,该电域内的基于滤波器的正交频分复用信号即F-OFDM信号,能够作为下行调制信号驱动光调制模块。优选地,所述光信号调制模块用于将所述基于滤波器的正交频分复用调制模块产生的F-OFDM信号调制在光上,输出包含下行数据的下行光F-OFDM信号。优选地,所述远端天线单元用于接收下行光F-OFDM信号,并通过天线分发到终端用户;所述远端天线单元包括:光滤波器、光电探测器、射频放大器、上变频器以及天线;具体地,通过分布式光纤发送的信号依次经光滤波器、光电探测器、上变频器、射频放大器后传输至天线,由天线实现下行数据的发送。优选地,所述远端节点由光分路/合路器构成,采用1:N光分路/合路器,N为前传光网络中的远端天线的数量,N取值包括:64、128、256、512或者1024;其中,所述光分路/合路器包括:splitter或者波分复用器件。优选地,BBU单元中的滤波器包括:FIR滤波器、升余弦滤波器、高斯滤波器中的任一种。优选地,所述光信号调制模块采用强度调制方式,或者直接调制方式。优选地,光分布式光纤和馈线式光纤的长度包括:10km、20km或者50km。与现有技术相比,本专利技术具有如下的有益效果:本专利技术改造了现有的前传光网络下行的调制技术,以正交频分复用技术抗色散能力强、易于进行信道估计等特点为基础,首次提出利用基于滤波器的正交频分复用技术提升接入网的下行接入能力,以实现更高的下行速率和频谱效率。与基于正交频分复用的前传光网络相比,本专利技术将信号功率谱的边模抑制比提升30dB以上,降低了下行各个子带信号之间的干扰,使得光前传光网络下行传输系统对对抗符号间干扰(ISI)和子载波间干扰(ICI)拥有更好的性能,提升了系统的性能。同时,由于减少了循环前缀(CP)的加入,本专利技术可以支持更高的传输速率,满足目前对前传光网络对更高速率和带大带宽的需求。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术基于滤波器的正交频分复用的前传光网络下行传输系统的结构示意图。图2为详细的基于滤波器的正交频分复用调制发送和接收的原理本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统,其特征在于,包括:BBU池、馈线式光纤、远端节点、分布式光纤、若干个远端天线单元,所述BBU池的输出端通过馈线式光纤连接至远端节点,所述远端节点的输出信号通过分布式光纤分发至若干个远端天线单元。
【技术特征摘要】
1.一种基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统,其特征在于,包括:BBU池、馈线式光纤、远端节点、分布式光纤、若干个远端天线单元,所述BBU池的输出端通过馈线式光纤连接至远端节点,所述远端节点的输出信号通过分布式光纤分发至若干个远端天线单元。2.根据权利要求1所述的基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统,其特征在于,所述BBU池包括:N个BBU单元和第二波分复用器,N个BBU单元的数据输出端连接至第二波分复用器的输入端,第二波分复用器的输出端连接光放大器的输入端,光放大器的输出端连接至馈线式光纤。3.根据权利要求2所述的基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统,其特征在于,所述BBU单元用于产生下行的基于滤波器的正交频分复用信号的基带信号,具体地,所述BBU单元包括:下行数据信号生成模块、基于滤波器的正交频分复用调制模块、N个光信号调制模块以及第一波分复用器,其中:所述下行数据信号生成模块生成的下行数据信号依次经过基于滤波器的正交频分复用调制模块、光信号调制模块后到达第一波分复用器,由所述第一波分复用器分发包含下行数据的下行光F-OFDM信号。4.根据权利要求3所述的基于滤波的正交频分复用技术的前传光网络下行传输系统,其特征在于,所述基于滤波器的正交频分复用调制模块用于生成电域内的基于滤波器的正交频分复用信号,该电域内的基于滤波器的正交频分复用信号即F-OFDM信号,能够作为下行调制信号驱动光调制模块。5.根据权利要求3或4所述的基于滤波的正交频分复...
【专利技术属性】
技术研发人员:毕美华,加伟康,李隆胜,付妍,缪馨,胡卫生,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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