基于新型MZ調(diào)制器的光載射頻技術(shù)研究.pdf

1、為滿足人們對(duì)寬帶無線多媒體服務(wù)(如視頻、音頻和因特網(wǎng)數(shù)據(jù))的迫切需求，未來無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)之一是提高射頻(RF)工作頻率。如何最大限度地改善通信性能和降低基站的建設(shè)成本將是取得商業(yè)成功的關(guān)鍵所在。光載射頻(ROF)系統(tǒng)屬于一種模擬光纖鏈路，ROF利用光學(xué)器件以及相關(guān)技術(shù)把RF信號(hào)從中心站(CS)傳輸?shù)礁咏脩艚K端的分布式基站。
　　 為了克服電子瓶頸的限制，人們更傾向于用光學(xué)方式產(chǎn)生微波/毫米波信號(hào)，產(chǎn)生方法包括內(nèi)調(diào)制法、外

2、調(diào)制法和光外差法等。利用馬赫-曾德(MZ)調(diào)制器產(chǎn)生光載RF信號(hào)是一種簡(jiǎn)單而有效的方法。普通的強(qiáng)度調(diào)制產(chǎn)生的是雙邊帶(DSB)型光載RF信號(hào)，在光纖色散的影響下，基站中檢測(cè)出的RF信號(hào)出現(xiàn)周期性衰落的現(xiàn)象。為了克服周期性衰落效應(yīng)，可以采用光單邊帶調(diào)制(OSSB+C)方式。
　　 在基于OSSB+C調(diào)制的ROF鏈路中，基帶信號(hào)往往被兩個(gè)光分量所攜帶，在光纖色散的影響下，各路基帶信號(hào)到達(dá)光電檢測(cè)器的時(shí)間不同步，導(dǎo)致檢測(cè)出的RF信號(hào)所

3、攜帶的基帶信號(hào)波形產(chǎn)生失真。本文綜合分析了頻帶間色散和頻帶內(nèi)色散對(duì)基帶信號(hào)波形產(chǎn)生的影響。根據(jù)波形失真程度和整個(gè)ROF鏈路誤碼率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得出了ROF鏈路傳輸容量的理論上限(以誤碼率10-9為例)。
　　 由于多種原因，RF信號(hào)通過光強(qiáng)調(diào)制器對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制時(shí)的調(diào)制深度通常較小(即調(diào)制指數(shù)小)，導(dǎo)致調(diào)制產(chǎn)生的光載RF信號(hào)的載邊比不合理。本文對(duì)OSSB+C調(diào)制方式建立了準(zhǔn)確的理論模型，在此基礎(chǔ)上分析出光載RF信號(hào)的載邊比可以由調(diào)

4、制指數(shù)來調(diào)節(jié)，并且存在一個(gè)最優(yōu)的調(diào)制指數(shù)可以使載邊比達(dá)到理想狀態(tài)。
　　 針對(duì)光調(diào)制器在小信號(hào)調(diào)制狀態(tài)下(即調(diào)制指數(shù)小)產(chǎn)生的光載RF信號(hào)載邊比不合理的問題，我們對(duì)MZ調(diào)制器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于1×3多模干涉耦合器的三臂MZ調(diào)制器，該三臂調(diào)制器不用改變調(diào)制指數(shù)就能改善光載RF信號(hào)的載邊比。調(diào)制器中包含了一條“直流臂”，通過控制直流臂上的直流偏置可以調(diào)節(jié)光載RF信號(hào)的載邊比。多模干涉耦合器是一種集成光學(xué)耦合器。在ROF

5、技術(shù)中融合集成光學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)是一件很有意義的事情。
　　 光調(diào)制器是一種非線性器件，RF信號(hào)驅(qū)動(dòng)MZ調(diào)制器產(chǎn)生光載RF信號(hào)的過程中會(huì)出現(xiàn)一些無用的高階諧波分量。本文提出了一種新型的基于1×4多模干涉耦合器的四臂MZ調(diào)制器，可以在實(shí)現(xiàn)光單邊帶調(diào)制的同時(shí)把主要的高階諧波分量抑制掉，增強(qiáng)調(diào)制過程的線性化。抑制高階諧波分量對(duì)于單信道/多信道ROF鏈路都具有重要意義。由于利用了1×4多模干涉耦合器各輸出端口之間固有的光波相位關(guān)系，調(diào)制器可