基于预失真的光频梳产生与传输技术研究

发布时间：2020-08-14 15:40

【摘要】：随着互联网信息时代的来临,现代无线通信系统正朝着高传输速率、宽频带、智能化、高质量的方向发展。然而从实际应用方面来看,现代无线通信系统对带宽、速率的高要求,对已有的无线通信系统带来了严峻的挑战,而解决这些挑战的替代方案也日趋复杂。目前,为了应对无线通信系统中频带资源紧张的问题,通常是采用多频段的射频系统进行通信,因此,研究能够产生多个不同频率信号源的方法是非常有必要的。在光域中,针对光频梳产生方法的研究,为学者们提供了一种简单、灵活、可调节的产生多频率信号源的方法。综合来看,未来的通信系统正朝着宽带化和无线化发展,为支持高传输速率、宽频带的通信系统,关键技术之一即是研究低成本、高质量、频率可调的光频梳的生成方法。本文在研究数字预失真技术及基于数字预失真技术的OFC产生与传输系统理论的基础上,重点研究了基于数字预失真的功放线性化方法、基于数字预失真的单个双臂马赫曾德调制器生成光频梳方法以及高平坦度多梳线的光频梳生成方法。主要研究内容如下:(1)在研究数字预失真方法的基础上,理论分析了射频功放的行为模型和数字预失真系统的参数提取方法,提出了一种基于随机解调的功放线性化方法,并针对该线性化方法提出了一种基于PSO-Powell最优化算法的预失真参数提取算法,通过仿真对比分析了所提出算法与最小二乘法(Least squares,LS)算法、递推最小二乘法(Recursive Least Square,RLS)算法以及最小均方(Least mean square,LMS)算法的参数提取性能,研究结果表明所提出的PSO-Powell算法具备收敛迅速、稳态误差小且计算量小的优点;(2)在研究基于单个双驱动LiNb03 Mach-Zehnder调制器(MZM)的光频梳生成系统的基础上,理论分析了MZM调制器自身的有限消光比对系统生成的光频梳的影响,将调制器线性化技术引入OFC产生系统中,提出了一种基于数字预失真的MZM线性化方法。通过OptiSystem及Matlab联合仿真研究了系统所生成的光频梳的边模抑制比及平坦度,研究表明当系统工作于推挽模式时,所提出的基于数字预失真的MZM线性化方法有助于获得更为平坦的光频梳梳线;(3)在研究非对称驱动电压生成高平坦度光频梳的方法的基础上,理论分析了理想状态和受有限消光比影响的单个双臂MZM生成光频梳的数值模型,推导获得理想情况下通过驱动MZM产生平坦光频梳的条件以及梳线数量与梳线功率之间的关系,并分析了非线性影响与驱动电压及偏置电压之间的关系。为解决有限消光比对所产生的光频梳梳线幅值的影响,提出了一种适用于获得更高质量光频梳的预失真方法,该方法可以补偿光频梳生成系统中非线性失真,有效减小了系统在非理想情况对生成的光频梳的影响。通过OptiSystem及Matlab联合仿真研究梳线的平坦度及数量,研究表明当生成梳线数量相同的情况下,论文所提出的方案能生成更为平坦的光频梳,并且可以通过不同驱动电压驱动MZM来灵活调节所生成梳线的数量,驱动电压满足论文提出的梳线数量与梳线功率之间的关系,可以该系统具有低成本,高灵活的优点。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1
【图文】：

ＶｄｃｚＩ逦Ｉ邋＿ｆ￣１＾２（０逡逑图２－１邋ＬＮ－ＭＺＭ结构图逡逑ＬＮ－ＭＺＭ的结构图如图２－１所示，可见ＬＮ－ＭＺＭ是由两个Ｙ形波导构成，逡逑理想情况下，当光信号输入到调制器后，会在第一个Ｙ形波导处以１：邋１的比例逡逑均分到调制器的两个臂上，分离后的光信号再通过上下两路光波导传输后，在第逡逑二个Ｙ形波导处通过光干涉合成一束光，由此可知，调制器上下两臂传输的光逡逑程差会直接影响到经过ＬＮ－ＭＺＭ调制输出的光波，因此调制ＬＮ－ＭＺＭ上下两逡逑臂的光程差即可获得不同的调制模式。己有的研宄表明通过改变调制器上下两臂逡逑的驱动电压及偏置电压，会导致调制器两臂的折射率发生变化，即光信号通过分逡逑光后产生的两路光信号通过上下两臂的传输在第二个Ｙ形波导处发生干涉时的逡逑光程不同，当两臂的光程差为光波长偶数倍的二分之一时，光信号相干加强；当逡逑上下路的光程差是光波波长的奇数倍的二分之一时，光信号相干相消。因此，只逡逑需调节加载在调制器上下两臂的直流偏置电压和射频驱动信号

Ｌ想ｊｍ…逡逑图２－３直接学习结构逡逑直接学习结构如图２－３所示，该系统中预失真系数的自适应由反馈路径中参逡逑数提取模块完成，且预失真系数取决于功放的前逆输出，当预失真器输入信号表逡逑１８逡逑

括局部搜索算法以及全局搜索算法，其中局部优化搜索旨在求解目标函数的无穷逡逑接近最优解，而全局优化搜索则旨在找到目标函数的全局最优解所在大致位置。逡逑如图３－３所示表示目前几种常用的局部与全局优化算法，下面针对几种典型算法逡逑进行详细讨论。逡逑．龄样化算法逡逑部优化逦全Ｗ优化逡逑牛

本文编号：2793224