相干光通信的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們對于無線通信帶寬的要求越來越高，與此相對的是無線頻譜資源越來越稀缺。光通信具有容量大、速率高、與光纖兼容性好的特點，而相干光通信相比強度調(diào)制/直接檢測(Intensity modulation with direct detection，IM/DD)方式的可見光又具有更高的頻譜效率和更寬的信道帶寬，近年來逐漸引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。本文對相干光通信技術(shù)進行了研究，設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于近紅外激光

2、的室內(nèi)相干光無線通信系統(tǒng)。
　　首先，本文對相干光通信中的關(guān)鍵器件進行調(diào)研，基于收發(fā)端的關(guān)鍵器件的數(shù)學(xué)模型對系統(tǒng)性能進行推導(dǎo)，理論上論證了通過擴散片在接收機附近產(chǎn)生信號光斑，從而實現(xiàn)室內(nèi)相干光無線通信的可行性。
　　然后，本文基于已有的光纖通信和無線通信技術(shù)，針對室內(nèi)相干光無線通信系統(tǒng)，設(shè)計并實現(xiàn)了一套數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing, DSP）算法流程。通過全數(shù)字手段主要修復(fù)了信號的正交不平

3、衡損傷、定時誤差、頻率偏移和相位噪聲。
　　接著，本文搭建并實現(xiàn)了相干光無線通信平臺。通過對實驗平臺指標(biāo)和器件性能參數(shù)的分析，選取合適的設(shè)備和器件，并自主設(shè)計實現(xiàn)了激光器控制接口、光電二極管(Photodiodes，PD)信號放大電路等器件的外圍電路。
　　最后，本文對搭建的硬件平臺進行了調(diào)試以及測試分析。測試內(nèi)容包括光路中各個節(jié)點的光功率以及光譜、接收端時域信號波形、系統(tǒng)傳輸速率與誤比特率等。通過多組實驗數(shù)據(jù)得到系統(tǒng)運行在