无线光通信系统发射端信号预均衡技术研究

发布时间：2020-10-28 13:25

　　 无线光通信是以光波作为载波的通信方式,与传统无线电通信技术相比较而言,因其传输速率快、系统容量大、抗干扰能力强,保密性能好等优点,在各领域内得到广泛应用。无线光通信主要分为激光通信和近距离无线光通信,本文主要研究近距离无线光通信,使用LED(light-emitting diode)作为光源进行数据传输。在无线光通信系统中,光源在传输信号频率越高时衰减程度越大,对高频信号实现调制难度也越大,进而影响信号在传输过程中的稳定性和有效性。为解决光源在高频响应时衰减问题,本文提出一种作用于无线光通信系统中发射端的级联放大电路预均衡方法。该方法是利用晶体管放大电路结构小信号模型对各类电路器件参数进行设定,对光源传输高频信号时的衰减进行非线性补偿,提高无线光通信系统的调制性能,并通过级联方式使得均衡器对光源传输特性低频衰减更大、高频补偿作用更强。本文对级联放大均衡方法进行理论分析,并根据所选光源频率响应特性设计制作了预均衡电路。为验证级联放大均衡方法对无线光通信系统信号传输性能改善情况,本文搭建了无线光通信系统对预均衡电路进行实验测试。在系统搭建过程中,本文设计和制作了偏置电路、驱动电路以及接收端信号处理电路。实验证明,预均衡电路不仅拓宽了光源频率响应范围,而且可以抑制低频干扰,使无线光通信系统3dB带宽从12MHz扩展至235MHz,传输距离为30cm时,在OOK(On-Off Keying)调制方式下的数据传输速率最高为555Mbit/s,其误码率为1.7×10~(-5),最远传输距离为80cm时,数据传输速率最高为490Mbit/s,误码率为3.2×10~(-4)。实验结果表明,本文中的级联放大预均衡方法可令无线光通信系统3dB调制带宽提升一个数量级,有效补偿光源在高频响应时的衰减,提升无线光通信系统传输性能。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.1
【部分图文】：

无线光通信系统预均衡技术研中，预均衡技术有着至关重要作用。光源的常重要的因素，预均衡技术通过改善光源的传输性能，因此决定了通信系统的数据传输管放大电路级联的预均衡方法，以硬件电路进行补偿。调制带宽决定了系统的数据传输速率和传输入信号幅值不变的情况下，光源的输出交流时(-3dB)的频率就是光源的调制带宽[16]（以下中，光电探测器所接收到的光功率变化决定光源输出的光功率可以用光电探测器的响应。

Frequency图 2.2 预均衡电路频率响应据串联谐振电路原理，在 LED 阵列的每行串联电容的方式以抵消电感带来的负使得光源在谐振频率为 f = 1/(2π LC)时大化。串联谐振的均衡方法将由 16 个至 25 MHz，充分提升 LED 在高频时的

10.5FrequencyNormalizderesonspenitensity图 2.2 预均衡电路频率响应有预均衡技术简介oa Le Minh 团队[17]依据串联谐振电路原理，在 LED 阵列的每路驱动电路器和 LED 之间都实行串联电容的方式以抵消电感带来的负面作用，其.3 所示。该方法可以使得光源在谐振频率为 f = 1/(2π LC)时消除电感的流过 LED 的电流最大化。串联谐振的均衡方法将由 16 个 LED 组成的带宽从 2.5 MHz 拓展至 25 MHz，充分提升 LED 在高频时的响应能力，调制带宽。
【参考文献】

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本文编号：2860144