光載射頻信息傳輸技術(shù)研究.pdf

1、為了滿足視頻點(diǎn)播、因特網(wǎng)移動(dòng)接入以及其他新興移動(dòng)多媒體等無線業(yè)務(wù)帶寬的需求,必須采用工作頻率更高的微波/毫米波頻段來提高無線通信系統(tǒng)的容量。如何降低基站的成本、實(shí)現(xiàn)基站的集中控制以及對(duì)不同的數(shù)據(jù)速率和調(diào)制格式的信號(hào)進(jìn)行透明傳輸是高頻段無線通信應(yīng)用的關(guān)鍵問題。光載射頻(RoF)技術(shù)采用光纖來傳輸無線射頻(RF)信號(hào),有效地結(jié)合了光纖通信的大容量、低損耗、抗電磁干擾以及無線通信的高度靈活等優(yōu)勢(shì),無疑將在未來寬帶無線通信中具有重要的應(yīng)用。

2、r>　　 本文對(duì)光載射頻信號(hào)的產(chǎn)生及其在光纖中的傳輸進(jìn)行了較深入的研究,主要貢獻(xiàn)如下:
　　 1.系統(tǒng)分析了不同基帶數(shù)據(jù)調(diào)制方案下光載射頻信號(hào)的抗色散性能,指出對(duì)于帶有光載波的單邊帶(OSSB+C)調(diào)制來說,具有不同數(shù)據(jù)加載方式的RoF系統(tǒng)的抗色散性能是完全不同的。當(dāng)基帶信號(hào)OOK方式直接調(diào)制光載波時(shí)會(huì)使基帶信號(hào)同時(shí)被單邊帶光載射頻信號(hào)中的兩個(gè)光分量所攜帶,在光纖色散的影響下,兩路光信號(hào)到達(dá)光檢測(cè)器的時(shí)間不同步,產(chǎn)生波形失真現(xiàn)

3、象；當(dāng)基帶信號(hào)以PSK.方式調(diào)制RF副載波時(shí)可以使基帶數(shù)據(jù)只被單邊帶光載射頻信號(hào)的光邊帶分量所攜帶,消除了光纖色散導(dǎo)致的波形失真現(xiàn)象。仿真結(jié)果表明,基帶數(shù)據(jù)加載方式不同,RoF系統(tǒng)的抗色散性能也大小相同。另外,對(duì)于光載波抑制的雙邊帶(ODSB)調(diào)制來說,當(dāng)基帶數(shù)據(jù)以PSK的方式調(diào)制光載波或者RF副載波時(shí),RoF系統(tǒng)均無法工作。
　　 2.針對(duì)OSSB+C調(diào)制的光載射頻信號(hào)中載邊比較大(一般情況下為15～20 dB)的問題,提出了

4、一種改進(jìn)的三臂MZM結(jié)構(gòu),對(duì)于任意小、中和大調(diào)制指數(shù),通過調(diào)節(jié)調(diào)制器的直流臂上的直流偏壓可以控制輸出的光載射頻信號(hào)中光載波分量的功率,從而使光信號(hào)的載邊比達(dá)到最佳值0 dB。還提出了一種利用四臂MZM來優(yōu)化OSSB+C光載射頻信號(hào)的方法。通過調(diào)節(jié)主MZM中的直流偏壓,對(duì)于任意調(diào)制指數(shù)都能夠生成具有最佳載邊比的單邊帶光載射頻信號(hào)。與現(xiàn)有的方法相比,這兩種方法從調(diào)制的角度出發(fā),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活,可擴(kuò)展性好。
　　 3.提出了一種基于四臂

5、MZM的能夠抗色散的ODSB RoF全雙工實(shí)現(xiàn)方法。從四臂MZM調(diào)制器輸出的ODSB光載射頻信號(hào)中,一個(gè)光邊帶攜帶了基帶數(shù)據(jù),另一個(gè)光邊帶是純凈的,沒有承載基帶數(shù)據(jù),因此避免了波形失真現(xiàn)象；同時(shí),還可以利用部分純凈光邊帶分量,或者部分?jǐn)y帶基帶數(shù)據(jù)(其調(diào)制格式特殊)的光邊帶分量,作為上行鏈路的光源,降低基站的成本,實(shí)現(xiàn)全雙工的RoF信息傳輸。
　　 4.提出了兩種利用光學(xué)方式產(chǎn)生多倍頻毫米波的方法。通過光學(xué)方式利用頻率為fRF的射

6、頻信號(hào)得到頻率為x×fRF的毫米波信號(hào)是一種比較有吸引力的方法,它降低了對(duì)電子器件和光學(xué)器件的帶寬要求。提出了一種利用三臂MZM實(shí)現(xiàn)三倍頻毫米波的方法,接收端通過對(duì)-1階(-2階)光邊帶與+2階(+1階)光邊帶進(jìn)行拍頻得到三倍頻毫米波信號(hào)。還提出了一種利用基于1×4型。MMI耦合器的四臂MZM實(shí)現(xiàn)四倍頻毫米波的方法,通過對(duì)-3階(-1階)光邊帶與+1階(+3階)光邊帶拍頻得到四倍頻毫米波信號(hào)。這兩種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,具有可擴(kuò)展性。同時(shí),由于