Radio-over-Fiber系統(tǒng)中多頻率光載毫米波的產(chǎn)生與接收研究.pdf

1、Radio-over-Fiber(ROF)技術(shù)的最初目的是為了提高無(wú)線頻譜資源的利用率和簡(jiǎn)化遠(yuǎn)程基站的模塊。隨著ROF技術(shù)研究的發(fā)展，基于ROF技術(shù)的通信系統(tǒng)具有豐富的傳輸帶寬、無(wú)縫的覆蓋范圍、大容量、低損耗等優(yōu)點(diǎn)，使其在未來(lái)的寬帶無(wú)線通信中扮演著重要的角色。本文正是基于這樣的一種考量，對(duì)ROF系統(tǒng)中多頻率光載毫米波的產(chǎn)生和接收技術(shù)做了一定的研究，主要內(nèi)容包括： 首先，提出并驗(yàn)證了基于光載波重用實(shí)現(xiàn)無(wú)源基站的全雙工WDM-ROF

2、通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，代價(jià)低，功率利用率高。在中心站采用強(qiáng)度調(diào)制器調(diào)制產(chǎn)生下行鏈路數(shù)據(jù)的密集波分復(fù)用的光載毫米波信號(hào)，在基站通過(guò)濾波器分離DWDM信號(hào)，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了上行鏈路的光載波重用。利用數(shù)值仿真比較了毫米波信號(hào)傳輸不同距離后的眼圖。結(jié)果表明，采用最佳射頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器，避免高階邊帶的產(chǎn)生，可以極大地降低了色度色散的限制。通過(guò)分析其上/下行鏈路的毫米波和基帶信號(hào)眼圖，發(fā)現(xiàn)傳輸60 km后的眼開度損傷較小。 其次，研究了

3、毫米波光纖鏈路中色散對(duì)基帶信號(hào)碼形的影響。盡管載波抑制產(chǎn)生的光毫米波能抵抗信號(hào)的衰落效應(yīng)，但是高比特率的基帶信號(hào)在光纖中傳輸后仍然有很大的劣化，主要原因就是光纖色散導(dǎo)致了信號(hào)碼元的走離，因此也限制了基帶信號(hào)的最大傳輸距離。為了克服色散導(dǎo)致的基帶信號(hào)碼元失真，我們提出了解決方案，利用外部強(qiáng)度調(diào)制器產(chǎn)生載波抑制雙邊帶光載毫米波，而基帶信號(hào)只調(diào)制在其中一個(gè)邊帶上。最后通過(guò)理論推導(dǎo)驗(yàn)證了該方法的可行性。 再次，基于波長(zhǎng)重用技術(shù)，提出并仿

4、真研究了一個(gè)新穎的全雙工多頻率光載毫米波通信方案，成功實(shí)現(xiàn)了60 km傳輸距離、數(shù)據(jù)速率達(dá)2.5Gbit/s的雙向通信。該方案將多路不同頻率的射頻信號(hào)耦合后再驅(qū)動(dòng)光相位調(diào)制器，分別產(chǎn)生頻率間隔不同的雙邊帶信號(hào)，利用相應(yīng)的各雙頻一階邊帶傳輸不同下行數(shù)據(jù)，而中心載波則作為上行鏈路的光載波實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)重用。該方案不僅產(chǎn)生了2倍于調(diào)制信號(hào)頻率的多個(gè)毫米波，而且采用了雙邊帶光信號(hào)中較高功率的中心載波作為上行鏈路的光載波，從而使光信號(hào)的全部功率都得到了

5、合理利用，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)配置。 最后，實(shí)驗(yàn)研究了一種采用單個(gè)光載波和一個(gè)單臂LiNbO3調(diào)制器同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)不同頻率光載毫米波的光無(wú)線通信系統(tǒng)。在中心站，多路不同頻率的射頻(RF)信號(hào)與相應(yīng)的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行混頻，再用功率耦合器將它們耦合成一路信號(hào)，輸出信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)單臂LiNbO3調(diào)制器進(jìn)行載波抑制調(diào)制去產(chǎn)生多頻率的光載毫米波信號(hào)。經(jīng)過(guò)光纖傳輸后，在基站，利用光濾波器將載有不同頻率光毫米波的光頻成分進(jìn)行分離，之后冉分別進(jìn)入光電檢測(cè)器進(jìn)