基于双波长激光器产生毫米波技术研究及其性能分析
[Abstract]:With the development of communication technology, the demand for mobile and broadband communication services is increasing day by day. As a new broadband access technology, optical-borne wireless communication (ROF) meets the requirements of large capacity and mobility of communication systems. Millimeter wave is the source and local source of ROF system. Its performance and generation method are very important to ROF system. At present, optical method is mainly used to generate millimeter wave. Compared with the electronic method with large phase noise, photonics method has great advantages, but it also has some disadvantages at the same time. Based on the secondary heterodyne method, a scheme of millimeter wave generation based on dual-wavelength laser is proposed in this paper, and the factors affecting the scheme are analyzed theoretically and simulated. These factors include system phase noise, laser linewidth and fiber dispersion. The research work of this paper is mainly reflected in the following aspects: (1) first, the background significance of the research topic is introduced. This paper focuses on the introduction of ROF technology, including ROF system principle, structure classification and system technical advantages, and analyzes the application status of ROF technology. (2) the millimeter wave and millimeter wave communication, including millimeter wave propagation mode and advantages of millimeter wave communication, are introduced. The principle and system structure of light-generated millimeter wave are analyzed, including direct intensity modulation, external modulation, up-conversion and optical heterodyne, etc. The advantages and disadvantages of various techniques are analyzed. (3) based on the quadratic heterodyne method, a scheme of millimeter wave generation based on dual-wavelength laser is proposed. The structure principle and mathematical model of the optical devices used in the scheme are introduced in detail, including Mach-Zehnder modulator (double parallel Mach-Zehnder modulator), photodetector and fiber Bragg grating (FBG). The schematic diagram of the scheme is given, and the theoretical analysis of the scheme is carried out. The millimeter wave with eight times the frequency of the local vibration signal is obtained. The system is simulated by the optical simulation software OptiSystem, and the millimeter wave of the 60GHz is obtained. The feasibility of the scheme is verified by simulation analysis. (4) the factors affecting the system performance, including phase noise, fiber dispersion and laser linewidth, are discussed. Based on the theoretical analysis, the mathematical models of the relation between the power cost of millimeter wave and the length of fiber, the power cost of millimeter wave and the linewidth of laser are obtained. Through Matlab simulation, it is concluded that the millimeter wave power cost increases with the increase of fiber dispersion and laser linewidth. The eye diagram and bit error rate (BER) of the system under different laser linewidth conditions are obtained by OptiSystem simulation, and the influence of laser linewidth on system performance is further explained. Through theoretical analysis and establishment of mathematical model, it is concluded that the millimeter wave signal generated by this scheme is not affected by phase noise in ideal state, and the original baseband signal is solved at 60GHz frequency by simulation analysis in OptiSystem10.0. It is proved that the performance of the generated 60GHz millimeter wave is not affected by the phase noise. (5) the advantages and disadvantages of the two wavelength laser based millimeter wave generation scheme and the quadratic heterodyne method in this paper are summarized and analyzed. At the same time, some suggestions for future research are given.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN248;TN929.1
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,本文编号:2438345
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