利用基于光纤无线的C-RAN中光纤非线性的模拟无线波束成形

摘要： 作为支撑固定骨干网络的关键技术，无线电频谱光纤传输（RoF）系统通过光纤传送射频信号以利用其大带宽优势。在此背景下，基于光纤辅助相控天线阵列（PAA）的波束成形技术因能提升蜂窝基站小区边缘覆盖效果而引发广泛研究。本文提出一种新型光纤辅助波束成形技术，该技术利用光纤非线性特性并应用于云无线接入网（C-RAN）。我们通过高非线性光纤（HNLF）辅助的相位偏移方案为PAA单元馈入相位调制信号，实现约90°的波束指向范围，该特性可被蜂窝网络扇区化部署用于降低同频干扰。进一步地，我们将所提RoF辅助相位调制技术应用于C-RAN系统，依托RoF系统的集中式信号处理能力构建全光处理可调波束成形系统。虽然灵活的HNLF辅助相位调制过程仅限于C-RAN中心机房，但蜂窝网络终端用户仍可自由选择服务远程射频头（RRH）并采用多样化无线传输技术。通过将HNLF辅助相位设计集成至C-RAN架构，相比需要额外移相器的传统电子方案，本方案仅引入0.1分贝的信噪比（SNR）劣化。