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線頻譜資源的利用率和簡化遠(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、無縫的覆蓋范圍、大容量、低損耗等優(yōu)點，使其在未來的寬帶無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，提出并驗證了基于光載波重用實現(xiàn)無源基站的全雙工WDM-ROF

2、通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)配置簡單，代價低，功率利用率高。在中心站采用強度調(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，在基站通過濾波器分離DWDM信號，并同時實現(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傳輸不同距離后的眼圖。結(jié)果表明，采用最佳射頻信號驅(qū)動強度調(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。通過分析其上/下行鏈路的毫米波和基帶信號眼圖，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基帶信號碼形的影響。盡管載波抑制產(chǎn)生的光毫米波能抵抗信號的衰落效應(yīng)，但是高比特率的基帶信號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)致了信號碼元的走離，因此也限制了基帶信號的最大傳輸距離。為了克服色散導(dǎo)致的基帶信號碼元失真，我們提出了解決方案，利用外部強度調(diào)制器產(chǎn)生載波抑制雙邊帶光載毫米波，而基帶信號只調(diào)制在其中一個邊帶上。最后通過理論推導(dǎo)驗證了該方法的可行性。 再次，基于波長重用技術(shù)，提出并仿

4、真研究了一個新穎的全雙工多頻率光載毫米波通信方案，成功實現(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耦合后再驅(qū)動光相位調(diào)制器，分別產(chǎn)生頻率間隔不同的雙邊帶信號，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現(xiàn)波長重用。該方案不僅產(chǎn)生了2倍于調(diào)制信號頻率的多個毫米波，而且采用了雙邊帶光信號中較高功率的中心載波作為上行鏈路的光載波，從而使光信號的全部功率都得到了

5、合理利用，簡化了系統(tǒng)配置。 最后，實驗研究了一種采用單個光載波和一個單臂LiNbO3調(diào)制器同時產(chǎn)生多個不同頻率光載毫米波的光無線通信系統(tǒng)。在中心站，多路不同頻率的射頻(RF)信號與相應(yīng)的基帶數(shù)據(jù)信號進行混頻，再用功率耦合器將它們耦合成一路信號，輸出信號用于驅(qū)動單臂LiNbO3調(diào)制器進行載波抑制調(diào)制去產(chǎn)生多頻率的光載毫米波信號。經(jīng)過光纖傳輸后，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行分離，之后冉分別進入光電檢測器進