全双工光载无线传输及下变频技术研究

发布时间：2017-11-22 11:02

  本文关键词：全双工光载无线传输及下变频技术研究

  更多相关文章： 光载无线系统 下变频 光电振荡器 分布式反馈半导体激光器

【摘要】：本论文的主要研究内容为全双工光载无线(ROF)传输及下变频技术。围绕ROF关键技术中的下变频技术,我们提出了基于偏振调制器(PolM)的下变频方案。该下变频器可以克服传统方案中使用电混频器而导致的窄带宽、低转换效率以及信号失真等缺点,且由于偏振调制器的使用,不存在电压漂移的问题。此外,与其他方案相比,该方案不需要复杂的环路,系统更简单、紧凑、稳定。实验结果表明该方案切实可行,提出的该微波光子下变频器可以对很大频率范围内的信号实现高转换效率的下变频。若在下变频器中使用了频谱纯度较差、噪声较大的本振信号,再加上接收到的信号功率又比较小,就会导致接收信号淹没在噪声中。因此,在下变频器中极其需要使用高质量的本振信号。光电振荡器(OEO)产生的射频或者微波信号具有低相位噪声、高频谱纯度以及高频率稳定性等优点,可以实现与ROF系统的无缝衔接。OEO的传统实现方法是依赖于电滤波器,其可调谐性通常受限于电滤波器的带宽。为了解决这个问题,我们提出了一种基于光注入的分布式反馈(DFB)半导体激光器实现OEO的方案。利用光注入情况下DFB激光器的波长选择性光增益,使相位调制信号转变成强度调制信号,从而形成微波光子带通滤波器(MPBF),产生的该带通滤波器可以用作OEO的选频器。通过改变注入参数,就可以实现可调的OEO。实验结果表明该方案切实可行,但由于实验中使用的电放大器和光电探测器的带宽有限,产生的OEO的频率可调谐范围只有10 GHz左右。若使用更大带宽的电放大器和光电探测器,该可调谐范围可以进一步扩大。光源集中式ROF系统结构中的基站(BS)不需要使用独立的光源,实际上,系统中的光源都集中在中心局(CO),因而这种结构的系统成本较低且能够灵活地管理,可以满足高数据率和大带宽通信的要求。在这种形势下,我们提出了一种基于光边带重用的具有集中式光源和双向光纤传输的全双工ROF系统。在中心局中通过使用双平行的马赫增德尔调制器(DPMZM)来同时实现产生两个一阶边带以及将下行信号调制到光载波上。到达基站后,光载波和其中的一个边带被用来产生下行射频(RF)信号,另一边带则用作上行信号的光源。提出的该ROF系统简单紧凑,因为在中心局中仅仅用了一个DPMZM,同时在基站中避免了频率的上下变频。我们搭建了一个经过20公里单模光纤(SMF)双向传输的全双工ROF系统,通过测量信号的误码率(BER)和误差矢量幅度(EVM)来研究系统的性能,实验结果表明提出的该结构是未来高速低成本ROF网络的一个很好选择。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1

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本文编号：1214448