Details

Abstrakt in Englisch

In the past decades, there has been a paramount evolution in multimedia services as well as in internet usages. At the same time, the motivation of solution providers to integrate different access network devices in one mobile platform leads to exploring a new technology which converges between wire and wireless services by satisfying the increasing demands of bandwidths required by such applications. Radio over Fiber (RoF) is expected to be one of the most promising broadband communication technologies for the current and next decades. The hybrid use of fiber-optic as wired medium and millimeter wave as wireless medium allows to integrate the superabundant bandwidth provisioned by fiber and mobility feature provided by wireless link in one platform. There are some impacts due to the inherent nature of the fiber cable itself. Chromatic dispersion (CD) is considered as one of the most important effects, which affects the distance that can be reached as well as the quality of the received signal. The scope of the thesis focuses on two main pillars: RoF system setup and offline processing applied to the received data signal to recover the carrier in terms of phase shift and frequency offset. Regarding for the RoF setup, a set of simulations and measurements have been performed to optimize the setup, characterize the generated 60 GHz carrier, applying advanced modulation format like QPSK , and investigating optical modulation options (optical single sideband (OSSB) / optical double sideband (ODSB)). Phase and frequency estimator algorithms that can be realized in DSP or FPGA have been comprehensively studied analytically, in simulations and experiments. Finally, the offline processing module is represented as a cascade of a frequency estimator, which works as coarse compensator followed by an adapted Viterbi & Viterbi algorithm as a fine compensator to remove the residuals.

Abstrakt in Deutsch

In den vergangenen Jahrzehnten gab es eine vorrangige Entwicklung sowohl in Multimediadiensten als auch in der Nutzung des Internets. Gleichzeitig führt die Motivation der technischen Lösungsanbieter, die unterschiedlichen Zugangsnetzgeräte in eine mobile Plattform zu integrieren, zur Erforschung einer neuen Technologie, die Konvergenz zwischen leitungsgebundenen und drahtlosen Diensten herstellt und damit die steigenden Bandbreitenanforderung oben genannter Anwendungen erfüllt. Radio over Fiber (RoF) ist erwartungsgemäß einer der vielversprechendsten Breitbandkommunikationstechnologien der aktuellen und nächsten Dekaden. Die hybride Nutzung von Faseroptik als leitungsgebundenes Medium und Millimeterwellen als Funkmedium erlaubt, die in Faser überreichlich vorhandene Bandbreite und die Mobilitätseigenschaften von Drahtlosverbindungen in einer Plattform zu integrieren. Es gibt einige Einflüsse aufgrund der Faser als Medium zu betrachten. Chromatische Dispersion (CD) wird als einer der wichtigsten Effekte betrachtet, der die erreichbare Übertragungsreichweite und die Qualität des empfangenen Signals beeinflusst. Der Hauptinhalt dieser Arbeit ruht auf zwei Pfeilern: Aufbau des RoF-Systems und Offline-Datenverarbeitung, die auf das empfangene Signal angewandt wird, um den Träger in Bezug auf Phasenverschiebung und Frequenzoffset zurückzugewinnen. Für den Aufbau des RoF-Systems wurden eine Anzahl von Simulationen und Messungen durchgeführt, um das Setup zu optimieren, den generierten 60 GHz Träger zu charakterisieren, moderne Modulationsformate wie QPSK einzusetzen sowie die Möglichkeiten der optischen Modulation (optische Einseitenbandmodulation (OSSB) oder optische Doppelseitenbandmodulation (ODSB)) zu untersuchen. Phasen- und Frequenzschätzalgorithmen, die in DSP oder FPGA realisiert werden können, wurden umfassend betrachtet – analytisch, in Simulationen und mit Experimenten. Schließlich besteht das Offline-Processing-Modul aus einer Kaskade aus Frequenz-Schätzer, der zur Grobkompensation dient und einem folgenden angepassten Viterbi & Viterbi-Algorithmus, der die Feinkompensation vornimmt und den Restoffset entfernt.